1、2.3 2.3 电势差电势差2021/6/161一、电势差与电场力做功一、电势差与电场力做功1 1、电势差：、电势差：电场中两点间电势的差值，也叫电场中两点间电势的差值，也叫电电压压则有则有或者表示成或者表示成显然显然设电场中设电场中A A点的电势为点的电势为，B B点的电势为点的电势为2021/6/162思考思考（1）电势差可以是正值也可以是负值，电势）电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？差的正负表示什么意义？（2）电势的数值与零电势点的选取有关，）电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个
2、概念相似？这与力学中学过的哪个概念相似？表示两点电势高低表示两点电势高低 无关无关 与重力势能相似与重力势能相似2021/6/1632.静电力做功与电势差的关系静电力做功与电势差的关系 电荷电荷q q从电场中从电场中A A点移到点移到B B点，点，即即或或2021/6/164思考思考（1）UAB由什么决定？跟由什么决定？跟WAB、q有关吗？有关吗？（2）WAB跟跟q、UAB有关吗？有关吗？由电场本身的因素决定由电场本身的因素决定 与与WAB、q无无关关跟跟q、UAB都有关都有关 2021/6/165应用公式应用公式 ,时应注意各物时应注意各物理量都有符号理量都有符号计算时可代入符号进行运算计算
3、时可代入符号进行运算,结果的结果的正负就说明所求物理量的大小高低和正负正负就说明所求物理量的大小高低和正负,也可将各物理量均取绝对值代入也可将各物理量均取绝对值代入,然后再然后再由题意分析判断两点间的电势高低关系或由题意分析判断两点间的电势高低关系或其他问题其他问题.2021/6/1661、如图所示的电场中、如图所示的电场中,将将2C的正电荷分的正电荷分别由别由A、C两点移到两点移到B点时点时,电场力所做的电场力所做的功分别是功分别是30J、-6J,如果取如果取B点为零电势点为零电势点点,A、C两点的电势分别是两点的电势分别是 =,=,A、C两点的电势能分别是两点的电势能分别是EPA=,EPC
4、AC间电势差间电势差UAC=.如果取如果取A为零电势点，那么为零电势点，那么AC间电势差间电势差UAC=15V015J-6J18V18V2021/6/1672、如图所示、如图所示,匀强电场场强匀强电场场强E=100V/m,A、B两点相距两点相距10cm,A、B连线与电场线夹角连线与电场线夹角为为60o,则则UBA为为()A.-10V B.10V C.-5V D.5VDAB60o那么匀强电场中那么匀强电场中两点电压两点电压 如何算如何算法？法？2021/6/168二、电势差与电场强度的关系 如图所示,在匀强电场中,把电荷q从A移到B,电场力做功即AB两点间的电势差为ABEC SAC为A、B沿
5、场强方向上的距离,用d表示得2021/6/169二、电势差与电场强度的关系 说明：只适用于匀强电场 d：沿场强方向的距离 匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场力方向距离的乘积对于非匀强电场，可做定性判断2021/6/1610计算电场强度三条式子的区别物理意义适用范围是电场强度大小的定义式是真空中点电荷场强的决定式是匀强电场中场强的决定式适用于一切电场在真空中,场电荷Q是点电荷匀强电场公式区别2021/6/16113、在如图所示的电场中，把点电荷、在如图所示的电场中，把点电荷q=+210-11C，由，由A点移到点移到B点，电场力做点，电场力做功功WAB=410-10J。A、B两点间的
6、电势差两点间的电势差UAB等于多少？等于多少？B、A两点间的电势差两点间的电势差UBA等于多少？等于多少？20V-20V2021/6/1612N 60 3 3、如图，在匀强电场中的、如图，在匀强电场中的M、N两点距离为两点距离为2cm2cm，两，两点间的电势差为点间的电势差为5V,M、N连线与场强方向成连线与场强方向成6060角，角，则此电场的电场强度多大？若则此电场的电场强度多大？若点为点为M、N连线的中连线的中点点,则则M、O两点的电势差两点的电势差UMO 为多少？为多少？EMN解：根据可得：因为点为M、N连线的中点所以2021/6/16134、如图所示，P、Q两金属板间的电势差为50V，
7、板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d=10cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4cm。求（1）P板及A点的电势（2）保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移5cm，则A点的电势将变为多少？PQAQ-30V-10V2021/6/16145、如图所示，一个动能为EK的电子垂直于A板从小孔C进入匀强电场，能达到的最大深度为2d/3，设电子电荷量为e，A板接地，则B板电势为 VABd2021/6/1615WAB=-1.510-5 J6、电场中、电场中A、B两点的电势两点的电势 A=800 V，B=-200 V，把电荷，把电荷q=-1.510-8C由由A点点移到移到B点，电场力做了多少功？电势
8、能改变点，电场力做了多少功？电势能改变多少？多少？电势能增加，增加电势能增加，增加1.510-5J2021/6/1616如如图图所所示示，在在真真空空中中有有一一对对平平行行金金属属板板，两两板板间间加加以以电电压压U。两两板板间间有有一一带带正正电电荷荷q的的带带电电粒粒子子。它它在在电电场场力力的的作作用用下下，由由静静止止开开始始从从正正极极板板向向负负极极板板运运动动，到到达达负负板板时时的的速速度度有有多多大？大？(不考虑粒子的重力不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速带电粒子的加速 d三、带电粒子的加速三、带电粒子的加速1 1、受力分析、受力分析:水平向右的电场力水平向右的电场
9、力F=Eq=qU/d2 2、运动分析、运动分析:初初速速度度为为零零，加加速速度度为为a=qU/md的的向向右右匀匀加加速速直直线运动线运动。F2021/6/1617如如图图所所示示，在在真真空空中中有有一一对对平平行行金金属属板板，两两板板间间加加以以电电压压U U。两两板板间间有有一一带带正正电电荷荷q q的的带带电电粒粒子子。它它在在电电场场力力的的作作用用下下，由由静静止止开开始始从从正正极极板板向向负负极极板板运运动动，到到达达负负板板时时的的速速度度有有多多大？大？(不考虑粒子的重力不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速带电粒子的加速 d三、带电粒子的加速三、带电粒子的加速F解
10、法一运用运动学知识求解解法一运用运动学知识求解2021/6/1618如如图图所所示示，在在真真空空中中有有一一对对平平行行金金属属板板，两两板板间间加加以以电电压压U U。两两板板间间有有一一带带正正电电荷荷q q的的带带电电粒粒子子。它它在在电电场场力力的的作作用用下下，由由静静止止开开始始从从正正极极板板向向负负极极板板运运动动，到到达达负负板板时时的的速速度度有有多多大？大？(不考虑粒子的重力不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速带电粒子的加速 d三、带电粒子的加速三、带电粒子的加速F解法二运用能量知识求解解法二运用能量知识求解2021/6/1619 如如两两极极板板间间不不是是匀匀
11、强强电电场场该该用用何何种种方法求解？方法求解？由于电场力做功与场强是否匀强无关，由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法与运动路径也无关，第二种方法仍仍适用！适用！思考思考:若粒子的初速度为零若粒子的初速度为零,则则:若粒子的初速度不为零若粒子的初速度不为零,则则:2021/6/16207 7、炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金、炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以电压属板间加以电压U=2500VU=2500V，发射出的电子在真空，发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？设电子刚
12、从金属丝射出时的速度的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。已知电子电荷量和质量为零。已知电子电荷量和质量解解:电子电荷量为电子电荷量为e,根据动能定理可得根据动能定理可得2021/6/1621所以所以8、如图所示,从灯丝逸出的电子,其速度可以认为是零,那么电子通过A板小孔时的动能为 ,通过B板小孔时的动能为 ,打到C板时的动能为 .OABC45V30V45eV45eV15eV加速 匀速 减速请思考什么是请思考什么是eV？2021/6/16229、两块平行的金属板、两块平行的金属板A、B之间的电压是之间的电压是80V，一个电，一个电子以子以100eV的动能从小孔的动能从小孔C垂垂直直A
13、板进入电场，该电子能打板进入电场，该电子能打在在B板上吗？如果能打在板上吗？如果能打在B板板上，它到达上，它到达B板时的动能有多板时的动能有多大？如果要使电子打在大？如果要使电子打在B板上板上时的速度为零时的速度为零,电源电压应变电源电压应变为多少为多少V？2021/6/1623如如图图所所示示，在在真真空空中中水水平平放放置置一一对对金金属属板板Y Y和和Y Y，板板间间距距离离为为d d。在在两两板板间间加加以以电电压压U U，一一电电荷荷量量为为q q质质量量为为m m的的带带电电粒粒子子从从极极板板中中央央以以水水平平速速度度v v0 0射射入入电电场场。试试分分析析带带电电粒粒子子在
14、在电电场场中中的的运运动动情情况况。(不计粒子的重力不计粒子的重力)四、带电粒子的偏转四、带电粒子的偏转1 1、受力分析：、受力分析：2 2、运动规律分析、运动规律分析:粒子受到竖直向下的粒子受到竖直向下的电场力电场力F FEq=qU/dEq=qU/d粒子作粒子作类平抛类平抛运动运动。UL+-YdY v0 q2021/6/1624UL+-YdY v0 qx x方向：方向：匀速直线运动匀速直线运动Y Y方向：方向：初速度为零的初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动v0y离开电场时的偏转角：离开电场时的偏转角：离开电场时偏转量：离开电场时偏转量：推推论论:粒粒子子从从偏偏转转电电场场中中射射出出
15、时时,其其速速度度反反向向延延长长线线与初速度方向交一点与初速度方向交一点,此点平分沿初速度方向的位移此点平分沿初速度方向的位移vvy 2021/6/1625粒子在与电场平行的方向上做粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动初速为零的匀加速运动结论：结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个匀强电场的问题就是一个类平抛类平抛的问题的问题粒子在与电场垂直的方向上做粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动匀速直线运动请认真学习书中请认真学习书中P38例题例题2021/6/1626 10、如图所示、如图所示,两极板与电源相连接两极板与电源相连接,
16、电电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场场,且恰好从正极板边缘飞出且恰好从正极板边缘飞出,现在使电子射现在使电子射入速度变为原来的两倍入速度变为原来的两倍,而电子仍从原来位而电子仍从原来位置射入置射入,且仍从正极板边缘飞出且仍从正极板边缘飞出,则两极板间则两极板间电压变为原来的电压变为原来的()A.2倍倍 B.4倍倍 C.倍倍 D.倍倍BUVo2021/6/1627 加速和偏转一体加速和偏转一体+-+_U1U2v-qmLv0加速偏转电荷经加速电场加速后进入偏转电场通过加速电场的末速度为进入偏转电场的初速度2021/6/1628 11、如图所示、如图所示,初
17、速度为零的电子在电初速度为零的电子在电势差为势差为U1的电场中加速后的电场中加速后,垂直进入电势差垂直进入电势差为为U2的偏转电场的偏转电场,在满足电子能射出偏转电在满足电子能射出偏转电场的条件下场的条件下,下列四种情况中下列四种情况中,一定能使电子一定能使电子的偏转角度变大的是的偏转角度变大的是()A.U1变大变大,U2变大变大 B.U1变小变小,U2变大变大 C.U1变大变大,U2变小变小 D.U1变小变小,U2变小变小BU2U12021/6/1629 一束电子流在经一束电子流在经U=5000V的加速电压的加速电压加速后加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板在距两极板等距处垂直进入平行板间
18、的匀强电场间的匀强电场,如图所示如图所示,若两板间距若两板间距d=1.0 cm,板长板长L=5.0cm,那么那么,要使电子能从平行要使电子能从平行板间飞出板间飞出,两个极板上最多能加多大电压两个极板上最多能加多大电压.Udl偏转电压越高,偏转量就越大.设电子刚好能从极板边缘飞出.即这时偏转量最大等于d/2,所加电压为最大值.2021/6/1630五、示波器五、示波器 1 1、作用作用：观察电信号随时间变化的情况：观察电信号随时间变化的情况2 2、组成组成：示波管（内部是真空的）、电子：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏转电极和荧光屏组成。枪、偏转电极和荧光屏组成。电子枪偏转电极-+荧光屏YYX
19、XYYXX2021/6/1631电子枪偏转电极-+荧光屏YYXXYYXX1.如果在电极XX之间不加电压,但在YY之间加不变的电压,使Y的电势比Y高(有时说这种情况是”Y正、Y负”),电子束运动过程中受哪个方向的力?电子将打在荧光屏的什么位置?2021/6/1632电子枪偏转电极-+荧光屏YYXXYYXX1.如果在YY 之间不加电压,而在XX之间加不变的电压,(X正、X负),电子将打在荧光屏的什么位置?2021/6/1633电子枪偏转电极-+荧光屏YYXXYYXX2.如果在XX 之间不加电压,而在YY之间所加的电压按图所示的规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？Uyt2021/6/1634电子
20、枪偏转电极-+荧光屏YYXXYYXX3.如果YY之间的电压仍然如图所示，而在XX 之间加不变的电压(X正、X负”),在荧光屏会看到什么图形？Uyt2021/6/1635电子枪偏转电极-+荧光屏YYXXYYXX3.如果YY之间的电压仍然如图所示，而在XX 之间加不变的电压(X负、X正),在荧光屏会看到什么图形？Uyt2021/6/16362.4 2.4 电容电容2021/6/1637电容器和电容电容器和电容一、电容器一、电容器 .定义：定义：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体,组成一个电容器。组成一个电容器。.电容器的充、放电电容器的充、放电 充电：充电：电容器两板
21、分别接在电池两端电容器两板分别接在电池两端,两板带上等量异种电荷的过程两板带上等量异种电荷的过程放电：放电：电源能量电源能量电场能电场能 充了电的电容器的两板用导线相充了电的电容器的两板用导线相连连,使两板上正、负电荷中和的过程使两板上正、负电荷中和的过程电场能电场能其他形式能其他形式能 +-2021/6/1638 电容器充电后，电容器充电后，任意任意一个极板带电量的绝对值叫一个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量，用电容器的带电量，用“Q”表示。表示。3、电容器的作用：、电容器的作用：那电容器储存电荷的规律：那电容器储存电荷的规律：U变化，变化，Q随之变化。随之变化。+-容纳储存电荷容纳储存电
22、荷2021/6/1639二、电容二、电容C1.1.定义定义:把电容器带电量把电容器带电量Q Q与两极板间的电压与两极板间的电压U U的比值叫这个电容器的电容，用的比值叫这个电容器的电容，用C C表示表示2.2.定义式定义式：3.3.单位：单位：法拉（法拉（F F）1F=1C/V1F=1C/V其它单位：其它单位：1F=101F=106 6F=10F=101212pFpF意义：意义：“C=1FC=1F”表示当表示当U=1VU=1V时，时，Q=1CQ=1C “C=10FC=10F”表示当表示当U=1VU=1V时，时，Q=10CQ=10C4.4.物理意义：物理意义：描述电容器容纳电荷本领的物理量描述电
23、容器容纳电荷本领的物理量2021/6/1640甲同学说甲同学说:“:“电容器带电越多电容器带电越多,电容电容越大越大,不带电时不带电时,电容为零电容为零”。此说法对。此说法对吗吗?为什么为什么?思考思考:乙同学说乙同学说:“:“若若A A电容器带电比电容器带电比B B电电容器带电量多，则容器带电量多，则A A的电容就比的电容就比B B的电的电容大容大”。此说法对吗。此说法对吗?为什么为什么?5.5.电容的符号：电容的符号：2021/6/1641电容器的QU图象U/VQ/CC1C2C1C202021/6/1642研究平行板电容器研究平行板电容器的电容和哪些因素有关的电容和哪些因素有关2021/6
24、/1643三三.决定电容大小的因素决定电容大小的因素 2021/6/1644C C和和d d成反比成反比 C C与与S S成正比成正比 C C与与成正比成正比 相对介电常数相对介电常数正对面积正对面积静电力常量静电力常量两极板间的距离两极板间的距离（平行板电容器）（平行板电容器）三三.决定电容大小的因素决定电容大小的因素 电容器的电容是电容器本身的结构决定，电容器的电容是电容器本身的结构决定，与是否带电或与带电量的多少无关。与是否带电或与带电量的多少无关。2021/6/1645四、电容器的分类四、电容器的分类 电容器固定电容器可变电容器聚苯乙烯电容器陶瓷电容器电解电容器纸质电容器+-2021/
25、6/1646从电容器的包装上我们可以得到该电容的那些信息从电容器的包装上我们可以得到该电容的那些信息2021/6/1647五、电容器使用时应注意的问题五、电容器使用时应注意的问题1 1、电容器的击穿电压：、电容器的击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。器损坏，这个极限电压称为击穿电压。2 2、电容器的额定电压：、电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压电容器正常工作时的最大电压 额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压3 3、注意电解
26、电容器的极性、注意电解电容器的极性2021/6/1648电容的定义式电容的定义式电容的决定式电容的决定式电容器的充、放电过程电容器的充、放电过程电容器的电容电容器的电容2021/6/16491、对于一个确定的电容器的电容正确的理解是()A电容与带电量成正比 B电容与电势差成反比C电容器带电量越大时，电容越大D对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加 D2021/6/16502、下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些()A使两极板靠近些 B增大两极板的正对面积C把两极板的距离拉开些D在两极板间放入云母 ABD2021/6/16513、如图所示，两板间距离为、如图所示，两板间距离为d的平行板电容的平行板电容器与一电源连接，开关闭合后，电容器两极板间器与一电源连接，开关闭合后，电容器两极板间有一质量为有一质量为m，电荷量为，电荷量为q的粒子静止不动，下列的粒子静止不动，下列叙述正确的是叙述正确的是()A.粒子带的是正电粒子带的是正电B.电源电动势的大小等于电源电动势的大小等于mgd/qC.断开开关，粒子向下做加速运动断开开关，粒子向下做加速运动D.保持开关闭合，把电容器极板距离增大，保持开关闭合，把电容器极板距离增大，粒子将向下做加速运动粒子将向下做加速运动2021/6/1652 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
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