2.3 电势差与电场强度的关系 课件（26张）-福建省莆田第二中学2021-2022学年高二物理鲁科版（2019）必修第三册

第3节 电势差与电场强度的关系 一、电势差与静电力做功 电势差：电场中两点间电势的差值，也叫电压 则有 或者表示成 显然 设电场中A点的电势为 ，B点的电势为 * 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？ 表示两点电势高低 2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？ 无关 与高度相似 * 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 电势、电势差的关系与高度、高度差的关系对比如下： 概念 比较内容 电势差 高度差 定义及 表达式 电场中两点间电势的差值，UAB＝φA－φB 重力场中两点间高度的差值，hAB＝hA－hB 正负的含义 是标量，正负不表示方向，只表示高低，若UAB＞0，表示φA＞φB；若UAB＜0，表示φA＜φB 是标量，正负不表示方向，只表示高低，若hAB＞0，表示hA＞hB；若hAB＜0，则表示hA＜hB 概念 比较内容 电势差 高度差 大小决定 因素 大小与A、B在电场中的位置有关，与零电势点的选取无关 大小与A、B在重力场中的位置有关，与零高度的选取无关 与电势(或 高度)的关系 A相对于零电势点的电势差为A点的电势，与零电势点的选取有关 A相对于零高度点的高度差为A点的高度，与零高度点的选取有关 电荷q从电场中A点移到B点， ； 即 或 功的单位： 焦耳（J） 或电子伏特（ev） * 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？ 由电场本身的因素决定 与WAB、q无关 2、WAB 跟q、UAB有关吗？ 跟q、UAB都有关 注意：电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关 * 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 2．电场力做功的求解 在电场中任意两点间移动电荷时电场力做的功与电势差的关系为WAB＝qUAB，此公式适用于任何电场。用该公式处理问题时，通常有两种方法。 (1)标量运算： 公式中的各个物理量均为标量，又都有正、负，所以计算时将各量的正、负带入，一并进行运算，这样可直接得出结果，计算中注意W与U的“脚标”的对应关系，即WAB＝qUAB；WBA＝qUBA。 (2)绝对值运算： WAB＝qUAB可简化为W＝qU，计算中只考虑各物理量的绝对值，得出结果后，再根据题意判定电场力做功的正、负。 [名师点睛]　应用WAB＝qUAB求电场力的功比较方便，因为它较W＝qEd的适用范围更广，且不必考虑静电力大小和电荷运动路径。当q用电子所带电荷量e为单位时，得到功的单位为eV(电子伏特)，1 eV＝1.6×10－19 J。 例、电场中A、B两点的电势是ψA=800 V， ψB= -200 V，把电荷q= -1.5×10-8C由A点移到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？ WAB= -1.5×10-5 J 电势能增加，增加1.5×10-5J * 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 【例2】如图所示，在场强为E的匀强电场中，一电子（电量为e，质量为m）从电场中的A点沿电场线方向以速度v0运动，到达B点是时速度为零，求： ⑴A、B两点间电势差UAB为多少？哪点电势高？ ⑵电子从A点运动到B点所用时间为多少？ ⑶A、B两点间距离为多大？ * 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 例3、一个质量为m、带有电荷-q的小物体距O点为x0，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox正方向，如图所示，小物体以初速度vo沿Ox轴正方向运动，运动时受到大小不变的摩擦力f的作用，且f＜qE，设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它停止运动前所通过的路程？ * 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 二、匀强电场中电场强度与电势差的关系 . B′ 若用d表示A、B沿场强方向上的距离 说明： ①只适用于匀强电场 ②d：沿场强方向的距离 匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场力方向距离的乘积 .B A. E * 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com