第二节 电势能 电势 电势差 （教学课件）-【中职专用】高中物理（高教版）

物理第二节

电势能

电势

电势差主题五

电与磁及其应用通用类高等教育出版社

什么是电压？电流经过用电器后，发生了什么变化？主要内容345621电场力做功与电势能的变化问题提出电势能电势电势差匀强电场中电势差与电场力做功的关系1问题提出

在力学中，我们知道高处的物体具有重力势能，重力势能的大小与物体所处的位置有关,重力做正功，物体的重力势能减少；重力做负功，物体的重力势能增加。那么电荷在电场中是否也具有能量呢？我们如何从能量的角度来研究电场的性质？h+qE2电势能

如图所示，带正电的小球q，放入正电荷Q产生的电场中，q从位置B移到位置A，说明电场力对q做了功，表明电场具有能量。

同样，用绝缘棒把带电小球q从位置A移到位置B，外力做功消耗的能量转化为q的能量。把q进一步推到C，要消耗更多的能量,所以q在C点具有能量比

B点的大。

二、电势能

电势能

电场中的电荷由于受到电场力的作用而具有的能量叫做电势能，用Ep表示。

电势能与重力势能类似，具有相对性。

电势能是标量，单位是J

（焦）。

类比方法是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似，而猜测它们在其他方面也可能相同或相似的推理方法。【思维与方法】-----类比方法

类比是人脑凭借已知对象的知识对未知对象做出的推测，至于这个推测结果正确与否，还需要进一步的实践和实验验证。3电场力做功与电势能的变化

在力学中，物体上升时，克服重力做了多少功（重力做负功），物体的重力势能就增加多少；物体下落时，重力做了多少正功,物体的重力势能就减小多少。与此相似，电场力做功与电势能变化的关系是：

三、电场力做功与电势能的变化

电场力做了多少正功，电荷的电势能就减少多少；

电场力做了多少负功,电荷的电势能就增加多少。ABE

如图所示，将一个点电荷从A移到B，电场力做功为WAB，EpA是电荷在A点具有的电势能，EpB是电荷在B点的电势能，则电场力做功与电势能之间的关系是4

电

势

四、电势

4.电势高低的判断

（1）沿着电场线的方向，电势逐点降低。

（2）对正电荷来说，电势能大的地方电势高，电势能小的地方电势低；对负电荷来说,电势能大的地方电势低，电势能小的地方电势高。

3.单位

V（伏）

5.说明

（1）电势是标量，没有方向。

（2）电势和电势能一样具有相对性。只有当零电势点选定之后,各点的电势才有确定的值。在同一问题中，零电势点和零电势能的选取必须一致。实用中常常选取大地或仪器的公共地线的电势为零。

电

势

差5

电场中任意两点的电势之差，叫做这两点的电势差，它就是人们常说的电压，用符号U表示。

1.电势差

如图所示,设电场中A、B两点的电势分别为VA

和VB,则

A、B两点的电势差为BEA

五、电势差

2.说明

（1）电场中某点电势的大小与零电势点的选取有关，其值是相对的。而任意两点的电势差却与零电势点的选取无关。

（2）两点间的电势差可以是正值或负值。

匀强电场中电势差与

电场力做功的关系

6

六、匀强电场中电势差与电场力做功的关系

如图所示的匀强电场中，根据电场力做功和电势能变化之间的关系公式WAB

=EpA－EpB可推导出

WAB=Fd

=qEd=EpA－EpB=qVA－qVB=qUAB

即UAB＝Ed即在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场强度方向上，单位长度的电势差。由此，我们还可以得到电场强度的另一个单位V/m（伏/米）。上式还可以写成

如图除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B所组成，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极。B附近的空气分子被强电场电离为正离子和负离子。正离子被吸引到B上后，得到电子又还原成空气分子。负离子在趋向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电并被吸附到管壁上。

【应用与拓展】

静电除尘

解：检验电荷从A移到

B，电场力做的功为

【例1】如图表示一个正电荷的电场。已知A、B间的电势差是200V，把一电荷量为–6×10–8C的检验电荷从A点移到

B点,电场力做了多少功?电势能是增加还是减少？Q+AB

根据电场力做功与电势能的关系，检验电荷从

A到B，它的电势能增加了1.2×10–5J。

【例2】如图所示，在电场强度为6.0×103N/C的匀强电场中，A、B

两点相距

2.0cm，求把电荷量为1.0×10–5