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1、第五節(jié) 電勢差,第一章 靜電場,從上節(jié)所學的知識我們知道,電場中各點的電勢一般來說是不相等的,也就是說,電場中兩點的電勢存在一個差值,這個差值我們把它叫做“電勢差”。,,,1、電勢差:電場中兩點間的電勢之差。俗稱電壓。 (1)計算式: ,,(2)單位:伏特(V),UAB=-UBA,,a.電場中某點的電勢,就是該點相對于零電勢點的電勢差,b.電池的電壓為1.5V,就是說其正極的電勢比負極高1.5V ;燈泡獲得1V的電壓就是說其兩端間的電勢之差為1V。,c.若電場中有A、B兩點,A=4V、B=-2V,則A、B兩點 的電勢差是多少?,UAB=6V 或UBA=-6V,,,(3)電勢差是標
2、量。其正負表示大小。,用公式WAB=qUAB 時,WAB、q、UAB都有正負,計算時都要帶正負號。,2、電場力做的功(電功):,如圖所示,電荷q從電場中的A移動到B時,電場力做的功為:,我們知道,處于靜電平衡狀態(tài)的導體是一個等勢體,若導體上各點存在電勢差,則電荷就要定向移動,電場力就要做功??梢?,電勢差與電功有一定的關系。,猜想:電勢差的大小與零電勢點的選取有關嗎?,無關,,,小結:,1、電勢差,能的性質的物理量,他們的大小都跟有無試探電荷無關;而電勢能的大小則與試探電荷的電荷量有關(,和電勢,都是描述電場的,大,-q在高處Ep?。?2、電勢的高低與參考點的選取有關,但電勢差 與參考點的選
3、取無關。(這一關系類似于高 度與參考平面的選取有關,高度差與參考平 面的選取無關。),;+q在高處Ep,,,鞏固練習:,1、(P25之3),2、如圖所示,在正的點電荷Q的電場中有a、b兩點,它們到點電荷Q的距離 r1
4、V,則(l)A、B間兩點間的電勢差是多少? (2)A點的電勢是多少? (3)電勢能變化了多少? (4)把電量為-310-6C的電荷放在A點的電勢能是多 少?,解:(1),(2)A=UAB+B=(-200+50)V= -150V,(3)因為克服電場力做功610-4J,所以電勢能增 加了610-4J。,(4)EpA=qA= -310-6(-150)J= 4.510-4J,,,4、如圖所示是某電場中的一簇等勢面,甲等勢面的電 勢為90V,乙等勢面的電勢為10V,各相鄰等勢面間 的電勢差相等。(l)將q=+110-8 C的電荷從A點移到 B點,電場力做功 ;(2)將110-8 C 的電荷從A點移
5、到C點,電場力做功 ;(3) 在圖中定性畫出幾條電場線,,,,,,,,,,,,,,,,,,WAB=qUAB=qU甲乙 =110-890-(-10)J =110-6J,(2)WAC=qUAC=-q2UAB=-210-6J,(3)由電場線與等勢面垂直,可畫 出如右圖所示的幾條電場線。,解:(1),,,5、如圖所示的電場,E=1000V/C,ab=3cm,bc=2cm。將電荷量為q=510-8C的點電荷沿矩形abcda移動一周。則電場力做的總功為 ;a、b兩點間的電勢差Uab為 ;a、c兩點的電勢差Uac為 。,0,30V,30V,,,6、如圖所示,光滑的絕緣豎直細桿與以正電荷Q為圓心的圓周交
6、于B、C兩點,設AB=BC=h。一質量為m、電荷量為-q的空心小球從桿上A點從靜止開始下落,滑到B點時的速度 。試求(1)小球滑到C點的速度; (2)A、C兩點的電勢差。,解:(1)從BC,根據(jù)動能定理得: mgh=mVC2/2-mVB2/2 而 ,聯(lián)立解得:,(2)從AC,根據(jù)動能定理得:mg2h+qUAC=mVC2/2 解之得:,,,7、如圖所示,實線為電場線,虛線為等勢線,且相鄰兩等勢線間的電勢差相等。一正電荷在3上時具有動能20J,它運動到等勢線1上時速度為0。令2=0,則該電荷的電勢能Ep=4J時,其動能大小為( ),C,A) 16J ; B) 10
7、J C) 6J; D) 4J,解:從31,由動能定理有:q3-q1=0-20,又1-2=2-3 因2=0 故有 q1=-q3,聯(lián)立解得: q1=10J q3=-10J,即電荷在3時具有的總能量為E=Ep+Ek=(-10+20)J,由能量守恒定律可知:當Ep=4J時,Ek=6J,,,8、如圖所示,在場強為E的水平勻強電場中,一根長為L的絕緣桿,兩端分別固定著帶有電量q和q的小球(大小不計)?,F(xiàn)讓絕緣桿繞中點O逆時針轉動角,則轉動中帶電小球克服電場力做功為多少?,解:絕 緣桿繞中點O 逆時針轉動角時,+q和q 所受電場力均做負功,且數(shù)值相等。故帶電 小球克服電場力做的總功為:,W=2qE(1-
8、COS) L/2=qEL (1-COS),,,9、在兩個等量同種點電荷的連線上,有與連線中點O等距的兩點a、b,則( ) Aa、b兩點的場強矢量相同 Ba、b兩點的電勢相同 Ca、O兩點間與b、O兩點間的電勢之差相等 D同一試探電荷放在a、b兩點的電勢能相等,BCD,,,10、如圖所示,B、C、D是以+Q為圓心的圓周上 的三個點,將一檢驗電荷從圓內A點分別移動到B、C、D各點時,電場力做功是( ) A.WABWAC B.WADWAB C.WACWAD D.WAB=WAC,D,,,作業(yè):,如圖所示,勻強電場中A、B、C三點構成一個直角三角形,AB=4cm,BC=3cm。把電荷量q=-210-10C的點電荷由A點移到B點,電場力做功4.810-8J;再由B點移到C點克服電場力做功4.810-8J。若取B點的電勢為零,求A、C兩點的電勢和場強方向。,,,解:把電荷從A點移到B點時: UAB=WAB/q=4.810-8/(-210-10)V=-240V 因B=0, 故A=UAB+ B=-240V 把電荷從B點移到C點時: UBC=WBC/q=4.810-8/(-210-10)V=-240V 因B=0, 故C=UBC+ B=-240V 因A= C,故A、C在同一等勢線上。從而 電場線的方向垂直于AC斜向上。如圖所示.,,