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(共27張PPT)
第一章 靜電場
第 5 節 電勢 電勢差
教學目標
1.掌握電勢的概念.
2.理解電勢差的概念及表達式.
3.知道靜電力做功與電勢差的關系.
4.了解等勢面的意義.
5.知道電勢差和電勢、等勢面的關系.
1、電場力做功的特點是什么？
靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關，與電荷經過的路徑無關。
2、電場力做功和電勢能的關系如何？
電場力做正功，電勢能就減少
電場力做負功，電勢能就增加
WAB = EpA-EpB
靜電力做功等于電勢能的減少量
復習回顧
交流與討論：
1、如圖所示的勻強電場，規定C點為電勢能零點，把檢驗電荷q從A點移到C點，寫出電場力所做功W的表達式。
W=Eq·x·cosα
一、電勢
A
B
x
α
E
+
C
2、根據電場力做功與電勢能變化的關系，寫出電荷在A點具有的電勢能。
W=EpA-EpC
EpC =0
EpA=W=Eq·x·cosα
交流與討論：
3、如果把電荷量2q、3q、…nq的檢驗電荷從A點移到C點，完成表格
一、電勢
A
B
x
α
E
+
C
檢驗電荷電量q q 2q 3q … nq
A→C電場力做功
電荷在A的電勢能EpA
EpA/q
W
2W
3W
nW
W
2W
3W
nW
W/q
W/q
W/q
W/q
交流與討論：
3、如果把電荷量2q、3q、…nq的檢驗電荷從A點移到C點，完成表格.
一、電勢
A
B
x
α
E
+
C
檢驗電荷電量q q 2q 3q … nq
B→C電場力做功
電荷在B的電勢能EpA
EpB/q
W1
2W1
3W1
nW1
W1
2W1
3W1
nW1
W1/q
W1/q
W1/q
W1/q
研究以上兩個表格，你發現了什么？
交流與討論：
研究表明：電場中的同一點，不同電荷具有的電勢能不同，但是電荷的電勢能與其電荷的比值是一定值。
一、電勢
A
B
x
α
E
+
C
在電場中不同點，這個比值一般不同。
在這個比值較大的地方，相同的電荷具有的電勢能較大。
可見，這個比值從能量的角度描述了靜電場中該位置的性質
一、電勢
1、定義：
電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢。
2、定義式：
3、單位：伏特，符號為V
4、電勢只有大小，沒有方向，是標量。
5、電勢具有相對性
電勢是相對于零勢能參考點的，
一般選取無窮遠電勢為0，實際應用中常取大地電勢為0
1、電場中兩點間電勢的差值，叫電勢差，也叫電壓。
則有
或者
顯然
電場中A點的電勢為
，B點的電勢為
2、設電場中A、B兩點的電勢為UAB
3、電勢差是標量，正負不表示方向，表示兩點間電勢的高低。
二、電勢差
或
電荷q從電場中A點移到B點，
電場力做功
電場力做功與電勢差的關系：
說明：
①由UAB＝WAB/q知，UAB在數值上等于單位正電荷由A移到B點時電場力所做的功WAB
②公式WAB＝qUAB適用于任何電場，UAB為電場中A、B兩點間的電勢差．
③電勢差單位也是伏特，是描述電場本身性質的物理量，只與位置有關。
三、電勢和電勢差的正負
電勢的正負是與零電勢點相比較而言的，某點的電勢為正，即表示該點電勢比零點高，
正電荷放在該點，電勢能比放在零點時的電勢能大。
某點的電勢為負，即表示該點電勢比零點低，正電荷放在該點，電勢能比放在零點時的電勢能小。
思考與討論：如果放的是負電荷呢？
E
+
零電勢
+
三、電勢和電勢差的正負
AB兩點間的電勢差如果為正，表示A點電勢高于B點，正電荷從A點移到B點過程中，電場力做正功，反之，電場力做負功。
某點電勢的正負，與零電勢的選取有關。但兩點間電勢差的正負及數值，與零電勢的選取無關。
E
A
B
討論交流：
1.把正電荷+q從A移動到B，電場力做什么功？AB兩點哪一點電勢較高？
E
A
B
2.把負電荷-q從A移動到B，電場力做什么功？AB兩點哪一點電勢較高？
3.如果這是一個正點電荷電場的電場線，那么場源電荷離A近還是離B近？
4.如果這是一個負點電荷電場的電場線，那么場源電荷離A近還是離B近？
做正功，A高
做負功，A高
A近
B近
結論：沿電場線方向，電勢降低
在地圖上，常用等高線表示地勢的高低。
在電場的圖示中，常用等勢面來表示電勢的高低。
三、等勢面
電場中電勢相同的各點構成的面叫做等勢面
可以形象描述電勢的分布
三、等勢面
幾種常見的等勢面
正點電荷的等勢面
勻強電場的等勢面
等量異種電荷的等勢面
等量同種電荷的等勢面
（1）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功
（2）電場線（或E）⊥等勢面，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面
等勢面的特點
（4）等勢面密處場強大、電場線密，等勢面疏處場強小、電場線疏
（3）不同等勢面在空間不相交、不相切，閉合
（5）沿電場方向電勢降低最快
（6）勻強電場中電勢均勻變化
20
10
0
歸納總結
例1、在下圖中，某電場的等勢面用實線表示，各等勢面的電勢分別為10 V、6 V和－2 V，則UAB＝________，UBC＝________，UCA＝________.
由圖可知，A、B處在同一個等勢面上，則有φA=φB,故UAB=0
BC間的電勢差為
UBC=10V-（-2V）=12V
CA間的電勢差為
UCA=（-2V）-10V=-12V
0
12V
-12V
典例分析
例2、在勻強電場中把2.0×10－9C的正電荷從A點移到B點，靜電力做功 1.5 ×10－7J。再把這個電荷從B點移到C點，靜電力做功－4.0×10－7J 。
（1）比較A、B、C三點的電勢高低；
（2）計算A、B間， B、C間， A、C間的電勢差；
（3）計算把－1.5×10－9C的電荷從A點移到C點靜電力做功；
（4）根據以上結果，畫出該勻強電場中的電場線和等勢面，標出A、B、C三點可能的位置。
例2、在勻強電場中把2.0×10－9C的正電荷從A點移到B點，靜電力做功 1.5 ×10－7J。再把這個電荷從B點移到C點，靜電力做功－4.0×10－7J 。
（1）比較A、B、C三點的電勢高低；
（2）計算A、B間， B、C間， A、C間的電勢差；
（3）計算把－1.5×10－9C的電荷從A點移到C點靜電力做功；
（4）根據以上結果，畫出該勻強電場中的電場線和等勢面，標出A、B、C三點可能的位置。
例2、在勻強電場中把2.0×10－9C的正電荷從A點移到B點，靜電力做功 1.5 ×10－7J。再把這個電荷從B點移到C點，靜電力做功－4.0×10－7J 。
（1）比較A、B、C三點的電勢高低；
（2）計算A、B間， B、C間， A、C間的電勢差；
（3）計算把－1.5×10－9C的電荷從A點移到C點靜電力做功；
（4）根據以上結果，畫出該勻強電場中的電場線和等勢面，標出A、B、C三點可能的位置。
一、電勢：φ=Ep/q
二、電勢差：電場中兩點間電勢的差值，叫電勢差，也叫電壓。
電場力做功與電勢差的關系：
三、電勢和電勢差的正負
四、等勢面：電場中電勢相同的各點構成的面叫做等勢面
掌握常見的等勢面分布
或
課堂小結
1.如圖所示的電場中，A、B兩點間的電勢差UAB=20 V，將點電荷q=
-2×10-9C，由A點移到B點，靜電力所做的功是多少？
解：電場力所做的功
WAB=UAB·q=20×（－2×10-9）
= -4.0×10-8J
跟蹤練習
2.在如圖所示的電場中，把點電荷q=+2×10-11C，由A點移到B點，電場力做功WAB=4×10-11J。A、B兩點間的電勢差UAB等于多少？B、A兩點間的電勢差UBA等于多少？
解：由靜電力做功與電勢差的關系得
3.如圖所示，實線表示一簇關于x軸對稱的等勢面，在軸上有A、B兩點，則(　 )
A．A點場強小于B點場強
B．A點場強方向指向x軸負方向
C．A點場強大于B點場強
D．A點電勢低于B點電勢
解析：選A.由于電場線與等勢面總是垂直，所以B點電場線比A點密，B點場強大于A點場強,故A正確，C錯誤．電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，故B錯誤．由圖中數據可知D錯誤．
A
4.關于等勢面，正確的說法是（ 　）
A．電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功
B．等勢面上各點的場強大小相等
C．等勢面一定跟電場線垂直
D．兩等勢面不能相交
CD
A
O
b
c
O→c由動能定理得
在b點，小球受力如圖所示
qE
mg
mg=qE
5.如圖所示,水平固定的小圓盤A,帶電量為Q,電勢為零,從圓盤外O靜止釋放一質量為m,帶電量為+q的小球,由于電場力的作用,小球豎直上升的高度可達盤中心豎直線上的c點,Oc=h,又知道過豎直線上的b點時,小球速度最大,則在Q所形成的電場中,可確定的物理量是（ ）
A. b點的場強 B. c點的場強
C. b點的電勢 D. c點的電勢
AD
謝謝
大家

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