1.4电势能、电势和电势差

一、电荷1、基本电荷（元电荷）：2、物体起电方式：本质：电荷转移eCCe18191025.61106.11①摩擦起电；（绝缘体）②接触起电：（导体）③感应起电：（导体）二、库仑定律1、公式：K的测定：库仑扭秤实验2、适用条件：真空、静止、点电荷（或电荷均匀分布的球体）221rQQkF229/109CNmk3、应用：①两相同球体接触起电②三点电荷静电平衡㈠:两球带同种电荷，总电量两球均分㈡:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分两同夹异，两大夹小，近小远大三、电场强度（场强）1、场强E：2、场强的叠加：①定义式：②单位：N/CV/m矢量方向：规定正电荷受电场力方向③决定式：qFE------适用真空点电荷2rQkE------平行四边形定则+Q-QOX2LAEBy由场本身决定，与F、q无关四、电场线1、应用：2、特点：定性判断场强大小、方向：一条电场线不能看出疏密③疏密表大小、切线表方向①从正电荷出发，终止于负电荷②不相交、不中断④电场线条数与电荷量成正比⑤电场线与电荷运动轨迹一般不重合为形象描绘电场而假想的BMAFөqW甲=F·|AB|cosθ=qE·|AM|在匀强电场中把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？+甲乙丙沿甲路径电场力做功:沿乙路径电场力做功:沿丙路径电场力做功:W乙=qE·|AM|+0W丙=qE·|AM|（微元法）沿任意路径电场力做功:W任意=qE·|AM|静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.做功的过程是一个能量转化的过程。重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程.那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？与重力做功情况相似。mghABE+vABE+v电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能。电势能符号：手写体：εpEp正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少.正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,电荷的电势能增加.电场力做的功等于电势能的减少量PBPAABEEW通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。WAB=EPA-EP0EPA=WAB电势能为负表示电荷在该处的电势能比选取的势能零点的电势能还要小.2、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性1、电势能是相对的，与零电势能面有关3、电势能是标量（多选）如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是()A.带电粒子所带电荷的性质B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大BCDabA0lθE-cos0qElWAcosqElEPAcosElqEPA则有：该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。设EP0=0该比值称为A点的电势零势能参考点电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关，故不能用“电势能”来描述电场的能的性质。电荷在电场中某一点的电势能EP与它的电荷量q的比值。qEP1V=1J/C1.电势:2.公式:3.单位:伏特(V)(计算时要代入正负号)三、电势与电势差4.电势差：电场中两点电势的差值。UAB＝φA－φB=-UBAUAB＝WABq均是描述电场能的性质的物理量绝对量5.电势和电势能的区别和联系电势φ电势能Ep物理意义反映电场的能的性质的物理量电荷在电场中某点所具有的电势能相关因素电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷q无关电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的大小电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值正点电荷(＋q)电势能的正负跟电势的正负相同；负点电荷(－q)电势能的正负跟电势的正负相反（多选）如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（）A、电势ψAψB场强EAEBB、电势ψAψB场强EAEBC、将+q由A点移到B点，电场力做正功D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpAEpBABEBC电场强度和电势、电势差都反映了电场的性质，那么它们之间有什么联系呢？EABABqUWEqdWABEdUAB四、探究电场强度和电势差的关系如图，沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点，设A、B两点间的距离为d，电势差为U，场强为E。则电场力所做的功EABABqUWEqdEqLWABcosEdUABθdEU匀强电场的场强大小两点间的电势差沿电场线方向的距离适用条件:匀强电场的计算1、匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。但对于某些非匀强电场的问题，有时也可以进行定性的分析。2、电场强度与电势差的关系(公式变形)ABUEd物理意义：在匀强电场中电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。或者：电场强度在数值上等于沿电场线方向每单位距离上降低的电势。单位：伏每米（V/m）1V/m=1N/C?3、有关于计算场强的三个公式qFE（适用于任何电场）2rQkE（只适用于点电荷产生的电场）dUE（只适用于匀强电场）4、电势和电场强度的区别和联系电势φ电场强度E物理意义描述电场的能的性质描述电场的力的性质大小(1)电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差(2)φ＝Ep/q，φ在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能(1)电场中某点的场强等于放在该点的点电荷所受到的电场力F跟点电荷电荷量q的比值(2)E＝F/q，E在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力特别提醒：当涉及φ、Ep、q三者关系的问题时，一定要考虑三者的正负号问题。矢标性标量矢量单位VN/C联系(1)电势沿着电场强度的方向降低（最快）(2)大小之间不存在任何关系，电势为零的点，场强不一定为零；电势高的地方，场强不一定大；场强为零的地方，电势不一定为零；场强大的地方，电势不一定高1、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功（2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面（3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏（4）不同等势面在空间不相交、不相切，是画电场线依据2、等势面的特点：几种常见的等势面等量异种点电荷的电场线和等势面等量同种点电荷的电场线和等势面正点电荷的电场线和等势面孤立带电体的电场线和等势面通常相邻等势面之间的电势差相等。(称为等差等势面）某电场的电场线和等势面如图中的实线和虚线所示，过a、b两点等势面的电势分别是，，那么a,b连线中点c的电势为()va50vb20A、等于-35VB、大于-35VC、小于-35VD、无法判断B2、电势能：电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。WAB=-△EP=EPA-EPB1、电场力做功只与初、末两点沿电场线上的距离有关。课堂小结3、电势与电势差：a、零电势点的选择可以是任意的。b、电势的高低是相对的，两点之间的电势差是一定的，与零电势点的选取无关。c、电势的正负表示与零电势点的电势相比是高还是低。d、沿电场线的方向，电势越来越低。UAB＝φA－φB=-UBAUAB＝WABqABABqUW在匀强电场中沿任一直线电势均匀降落⑴.沿着等势面移动电荷时，电场力所作的功为零。⑵.在任何静电场中电场线与等势面是互相垂直的。⑶.等势面越密(即间距越小)的区域，场强越大。4、等势面：dEU如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上,有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是()A.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.电子的电势能先增加后减少COab++-一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为()A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减少D.重力势能和电势能之和增加EabC•习题；1.对于求电场力做功的两种途径W=qU和W=qEd，下列说法正确的是（）AW=qU只适用于匀强电场，W=qEd适用于任何电场BW=qEd只适用于匀强电场，W=qU适用于任何电场C它们都适用于任何电场D它们都适用于匀强电场2.（多选）下列说法正确的是（）A匀强电场中场强处处相等，所以电势也处处相等B电势降低的方向，就是场强的方向C场强越大的地方，电场线越密D场强越大的地方，等势线越密3.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是（）A任意两点之间的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积B在任何方向上，若两点间距离相等，则他们之间电势差就相等C沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等D电势降落的方向必定是电场强度的方向BCDC