電勢(shì)差、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系(已用)

1、電場(chǎng)力做功、電勢(shì)差、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1.重力做功與電場(chǎng)力做功比較（1）在重力場(chǎng)中，同一物體從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只跟A、B兩點(diǎn)高度差有關(guān)。WAB=mghAB其中hAB=WABmg為A、B兩點(diǎn)的高度差。（2）在電場(chǎng)中，可以證明，同一電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功也與路徑無(wú)關(guān)。WAB＝qUAB，其中UAB=WABq是由電場(chǎng)及A、B兩點(diǎn)位置確定的物理量。2.電勢(shì)差UAB：（1）定義：電荷q在電場(chǎng)中由A點(diǎn)移到B

2、點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功WAB與電荷的電荷量q的比值。（2）計(jì)算式：Uab=Wabq（3）在國(guó)際單位制單位:伏特，簡(jiǎn)稱伏。符號(hào)為V。（4）注意：UAB只取決于電場(chǎng)及A、B兩點(diǎn)位置，與被移動(dòng)電荷無(wú)關(guān)，是從能量角度來(lái)反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。3.電勢(shì)Φ：（1）電勢(shì)的定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)A的電勢(shì)ΦA(chǔ)，就是A點(diǎn)與參考點(diǎn)（零電勢(shì)點(diǎn)）的電勢(shì)差，也等于單位正電荷由該點(diǎn)移到參考點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。（2）電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：UAB=ΦA(chǔ)ΦB。UAB為正值時(shí)，說(shuō)明ΦA(chǔ)

3、ΦB；UAB為負(fù)值時(shí)，說(shuō)明ΦA(chǔ)ΦB。（3）電勢(shì)和電場(chǎng)線方向的關(guān)系：沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。（4）注意：電勢(shì)具有相對(duì)性，必須先確定零電勢(shì)參考點(diǎn)，才能確定電場(chǎng)某點(diǎn)的電勢(shì)值。一般取大地或無(wú)窮遠(yuǎn)的電勢(shì)為零電勢(shì)，電勢(shì)差與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)。4.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差關(guān)系：WAB＝qUAB（此公式的應(yīng)用可嚴(yán)格按各量的數(shù)值正負(fù)代入求解，也可只是把各量的數(shù)值代入求解，再用其他方法判出要求量的正負(fù)）。5.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)

4、間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積即Uab=Ed(或E=Uabd)注意：（1）d必須是沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離，如果ab兩點(diǎn)間距l(xiāng)不沿場(chǎng)強(qiáng)方向，計(jì)算電勢(shì)差時(shí)，d的取值應(yīng)為l在沿場(chǎng)強(qiáng)方向的投影，即為a、b兩點(diǎn)所在的等勢(shì)面的垂直距離。（2）此兩式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。6.電場(chǎng)強(qiáng)度的單位：NC或Vm。1Vm=1J(Nm)=1Nm(Cm)=1NC例題1.如圖所示，電子在一條電場(chǎng)線上從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電勢(shì)能增加，試判定a、b兩點(diǎn)電勢(shì)φA____φB。2.

5、將一個(gè)電荷量為2108C的點(diǎn)電荷，從零電勢(shì)點(diǎn)S移到M點(diǎn)要克服電場(chǎng)力做功4108，則M點(diǎn)電勢(shì)ΦM=。若將該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功14108，則N點(diǎn)電勢(shì)ΦN=。MN兩點(diǎn)的電勢(shì)差UMN=。3.a、b為電場(chǎng)中的兩個(gè)點(diǎn)，如果把q=2108C的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力對(duì)該電荷做了4107J，則該電荷的電勢(shì)能（增加或減少），變化量。4.如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離都是2cm，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為_(kāi)_____

6、Vm，到A點(diǎn)距離為1.5cm的P點(diǎn)電勢(shì)為_(kāi)_____V。5.如圖，平行金屬帶電極板A、B間可看作勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E＝1.2103Vm，極板間距離d＝5cm，電場(chǎng)中C和D分別到A、B兩板距離均為0.5cm，B極接地，求：1）C和D兩點(diǎn)的電勢(shì)φC=V、φD=V、兩點(diǎn)間電勢(shì)差UCD=V。（2）點(diǎn)電荷q1=2103C分別在C和D兩點(diǎn)的電勢(shì)能EC=J、ED=J。（3）將點(diǎn)電荷q2=2103C從C勻速移到D時(shí)外力做的功為J。6.如圖所示，虛線方框內(nèi)一

7、勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B、C為該電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，已知φA=12V，φB=6V，φC=6V。試在該方框中做出該電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布示意圖，并要求保留作圖時(shí)所用輔助線（用虛線表示）。并求若將一電子從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為電子伏。練習(xí)練習(xí)1.圖中Q是一個(gè)正點(diǎn)電荷，ab是水平放置的光滑絕緣桿。桿上套著一個(gè)帶負(fù)電的環(huán)P。它們?cè)谕回Q直平面內(nèi)，位置如圖所示。把環(huán)從a端由靜止釋放。在環(huán)從a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中，其電勢(shì)能A.一直增加B.一直減少C.先增加后減少