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第二章 电势能与电势差
2.3 电势差
辉光球
总结回顾——电场与重力场物理量类比
物理量的含义 重力场 电场
表征场的作用力
的强弱和方向 重力加速度 g=G/m 场强
场的势能 重力势能EP=Gh 电势能
表征场的能的性质 高度h 电势
表征场力做功
（场势能变化量） 重力做功W=-ΔEP = -GhAB
高度差hAB= hA-hB
E=F/q
EP=q ф
ф=EP/q
电势差
电势差
01
——电势差的定义
——电势差的计算
电势差
定义
电场中两点间的电势的差值，用U表示。
1
数值关系
2
单位
伏特（V）
3
标矢量
标量，正负表示大小
4
电势和电势差
如图所示，a、b、c是三个等势面，取无穷远电子的电势能为零，电子在a、b、c三个等势面对应的电势能分别为-13.6eV、-3.4eV、-1.51eV，则：
（1）a、b、c三点的电势大小．
（2）a、b间，b、c间的电势差大小．
例一
反思：两点间电势差只与两点在电场中的位置有关，
与是否存在试探电荷和两点间路径以及零电势点的选择无关。
电场与重力场物理量类比
物理量的含义 重力场 电场
表征场的作用力
的强弱和方向 重力加速度 g=G/m 场强
场的势能 重力势能EP=Gh 电势能
表征场的能的性质 高度h 电势
表征场力做功
（场势能变化量） 重力做功W=-ΔEP = GhAB
高度差hAB= hA-hB
E=F/q
EP=q ф
ф=EP/q
电势差
电场力做功与电势差
电场力做功和电势差
02
电场力做功与电势差
A
B
WAB=UABq
公式
1
电场力做功与电势差
适用条件
适用于匀强电场，也适用于非匀强电场
2
W=Eqd
仅适用于匀强电场
电场力做功和电势差
下列关于电场力做功和电势差的说法中，正确的是 （ ）
A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷量决定
B．电场力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定
C．电势差是矢量，电场力做的功是标量
D．在匀强电场中，与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零。
例二
电场力做功和电势差
电场中A、B两点电势差为30 V 一个电荷量为5×10 -8 C的正点电荷由A运动到B 电场力对电荷做功为__________;B、C两点间的电势差大小为15 V 该电荷从B运动到C 电场力对电荷做功为__________.
针对训练1
物理量的含义 重力场 电场
表征场的力的性质 重力加速度 g=G/m 场强
场的势能 重力势能EP=Gh 电势能
表征场的能的性质 高度h 电势
表征场力做功
（场势能变化量） 重力做功W=-ΔEP = GΔh 电场力做功
与电势差
高度差hAB= hA-hB 电势差
电场强度与电势差
几个重要的功能转化关系
2.电场力做功→电势能改变
3.重力做功→重力势能改变
1.合外力做功→动能改变
4.除重力（或弹簧弹力）之外的力做功
→机械能改变
电场力（F=qE)
电场强度（E）
移动电荷q做功(是否到零参考点)
电势能的变化(W=qU)
电势差（UAB= ）
电势
？
描述能性质
描述电场力性质
电势差和电场强度存在怎样的关系
电场强度与电势差
03
电势差与电场强度的关系 （通过下面的例子来推算）
如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线。
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。
表示电场力所做的功：
从力的角度： Ｗ= Fd = qEd ①
从能的角度： Ｗ= qU ②
由 ① ② 两式得: U = Ed 　
d
A
B
E
适用于匀强电场
d是沿场强方向的两点间的距离
单位关系
1V/m =1N/C
适用于匀强电场
d是沿场强方向的两点间的距离
电场强度和电势差
如图所示，匀强电场中有a、b、c三点，ab=5 cm，bc=12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q=4×10-8 C的正电荷从a移到b，电场力做功为W1=1.2×10-7 J，求：
（1）匀强电场的场强E；
（2）电荷从b移到c，电场力做的功W2；
（3）a、c两点的电势差Uac。
例3
电场强度求解方法
区别
公式
公式含义
适用范围
E =
F
q
E = k
Q
r2
E =
U
d
是电场强度的定义式
任意电场
是真空中点电荷电场的场强计算公式
真空中点电荷电场
是匀强电场的场强的计算公式 （d为沿场强方向的距离）
匀强电场
Thanks.

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