电动势和电势差的区别,电势,电势能三者之间有啥区别联系?

干货!赶紧收藏!电位、电压、电动势直接的联系和区别
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干货!赶紧收藏!电位、电压、电动势直接的联系和区别
电学中的名词颇多,但最常用的几个名词“电位”、“电流”、“电压”、“电动势”却经常让人摸不着头脑,甚至容易混淆。他们各自都是做什么的呢?今天我们来详细讲解一下。 众所周知,要形成水流,就必须使水流两端具有一定的水位差,即产生水压。同样的,电路中要有电流,其导体两端就必须要有电位差,即产生电压,有了电位差电流才能从电路中的高电位点流向低电位点。因此,我们可以理解为,电位的高与低相当于地势的高与低,而由于高处与低处的差距,产生的对电流(水)的力,叫做电压。 在电路中,任意两点之间的电位差称为该两点之间的电压。电压常用字母U表示。电压的基本单位是伏特,简称伏,用字母V表示,常用的单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)等。电压分直流电压和交流电压,电池上的电压为直流电压,它是通过化学反应维持电能量的(直流电是人类最早发明出来的电);而交流电压是通过导体切割磁感线产生,随时间周期变化的,发电厂的电压一般为交流电压(目前我们生活中主要用电都是交流电,因为它的生产成本比直流电低得多)。直流和交流电压可以通过一定的装置相互转换,整流器是把交流电转换成直流电的装置,相反,逆变器则是把直流电转换成交流电的装置。 电位是指在电路中(或电场中)某点与指定参考点之间的电压,是处于电场中某个位置的单位电荷所具有的电势能。电势只有大小,没有方向,是标量,其数值不具有绝对意义,只具有相对意义。电位常用字母φ表示,其单位与电压的单位相同。 电压与电位是紧密联系又有区别的。电路中各点的电位与参考点的选择有关,是一个相对量,好像两座山的高度是以地平面起算,还是以海平面起算,其数值是不同的。因此,电位有正、负之分,该点电位高于参考点电位时为正,低于参考点电位时为负。而电路中任意两点间的电压是两点之间的电位差(电压),是个绝对量,与参考点的选择无关,无论两座山的高度是以地平面起算,还是以海平面起算,但这两座山的高度差(电压)总是固定不变的。 在电气工程中,常以大地作为零电位的参考点,凡与大地相连接的点,称为接地点,用符号“”表示,该点的电位就是零电位。如果没有特别说明的话,所谓某点的电压,一般就是指该点与大地之间的电压。 在电子线路中,不一定有真正的接地点,而往往把很多元件的一端接在某一条公共线上,形成公共端,通常把它定为零电位的参考点,这条公共线称为地线,用符号 “┸” 表示。 电路中提供电能的装置称为电源。在各种不同的电源中,尽管产生电位差的方法不同,但它们都有一个共同点,就是能把电源内部存在的正、负电荷分别推向电源的两极,使得一个极带一定量的正电荷,另一个极带一定量的负电荷,于是两极间就形成了电场,出现了一定的电位差。电源内部这种能推动电荷移动的作用力称为电源力(或电场力)。 电源力将单位正电荷从一个极移动到另一个极所做的功,叫电源的电动势,简称电势。电动势用字母E表示,其单位与电压、电位相同,也是伏(V)。 电动势是衡量电源做功能力的物理量,其方向规定为由低电位(负极)指向高电位(正极)。而电压的方向规定为由高电位指向低电位,即表示电压降落的方向,所以电压又称为电压降。 电压、电位、电动势的大小都可以用电压表来测量。测量时,应将电压表跨接(并联)在电路中;测量直流时要分清正、负极。对于高压的电压测量则需在电压互感器的二次侧进行。 我国低压供电系统都是采用三相四线制380V/220V供电,其优点就是既可获得380V的线电压,又可获得220V的相电压,而高压系统多采用6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV等。
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电势:描述电场的能的性质的物理量。电势是指电场中任两点间对电荷作功的本领。相当于力学中的重力势,
电势是电场中一点相对零电势点的电势差,是由电势差来定义电势的。电场中任两点间对电荷做功的本领是取决于两点间的电势差的大小的。『电势可类比于高度,电势差可类比于高度差。』
电势能是指在电场中任两点间移动电荷,电荷所受电场力作的功。
电势能是对于电场力做功而言的__只要电场力做正功,电势能就减少;做负功,则电势能增加.
电势能 :电荷在电场中具有的由电荷间的相互作用而产生的势能。类似于重力势能,只不过方向不仅仅是竖直向下
电势与电势能具有相对性。通常取无穷远处或大地作为零电势点,由此可知:正点电荷形成的电场中各点电势均为正值,负点电荷形成的电场中各点电势均为...
其他答案(共2个回答)
电势:描述电场的能的性质的物理量。电势是指电场中任两点间对电荷作功的本领。相当于力学中的重力势,
电势是电场中一点相对零电势点的电势差,是由电势差来定义电势的。...
如果是弧形电场线,那么场强方向为那一点那一刻的切线方向。所以我认为两者方向不一定相同。电流从电势高往低流,途中的电阻会起到分压的作用。
点电荷可以产生电场,那么...
电场的方向与电场线方向有什么不一样?
 电场的方向为该点电场线的切线放向.电场只是针对该点而言的.
 电场线是指在电场的分布图中有正极指向负极的...
(一)电势差
  1、电场力做功的特点:
  在电场中将电荷q从A点移动到B点,电场力做功与路径无关,只与A、B两点的位置有关。
  2、电势差的定义:
答: 填志愿过来人的经验是什么啊?小孩明年高考了,填志愿都需要注意些什么啊?
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答: 到“中国教育网”查查。
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电势能和电势教学课件
【 - 教学课件】
  电势能和电势教学课件1  一 教材内容分析  电场力是一种新的性质力,本章前面几节,对电场力的产生条件、大小和方向,以及部分作用规律(遵循平行四边形法则,牛顿运动定律等)进行了探究学习。本节进一步研究电场力作用规律――电场力做功及其能量变化规律,就是顺理成章的事。从本章的整个教材编写思路来看,与必修教材几乎吻合。因此,充分利用学生们学习必修教材时所学到的知识、技能、方法,就显得十分必要。其实,这也符合高中教学的特点和要求。另一方面,前面几节,从力的角度探究了电场的性质,本节则从能的角度探究电场的性质。同样地,这里依然要发挥好“知识迁移”、“能力迁移”的正作用,充分体验“学以致用”的学习乐趣。  如果从本章学习要求来看,前者是一条暗线(副线);而后者是一条明线(主线)。笔者认为,学习本章时,教师可以做适当调节,使明线暗淡一些,而使暗线明亮一些。众所周知,能(量)是最为抽象的概念之一,而静电场领域里的能量概念,就尤为抽象。所以本节知识是本章的难点。  综上,本节教学设计为两个课时,第一课时,探究电场力的做功特点,得出电势能的概念,并分析电势能的性质;第二课时,进一步探究(静)电场的性质,类比导出电势概念、分析电势的性质,了解等势面的概念。  二 教学目标  (一)知识与技能目标  1 认识电场力做功的特点;  2 分析电场力做功引起的能量变化,理解电势能概念及其性质;  3 知道电势的定义方法及其定义式,并会使用它分析相关问题;  4 理解“沿着电场线的方向电势越来越低”的这一结论;  5 知道等势面,理解等势面与电场线之间的关系。  (二) 过程与方法目标  通过类比法探究新知识,体验知识探究过程。  (三) 情感、态度与价值观目标  渗透从对生活中有关物理现象的观察,得到物理结论的方法,激发和培养探索自然规律的兴趣。  三 知识重难点分析  (一)重点  1 电场力做功特点的分析;  2 电场力做功与能量变化之间关系的理解,以及电势能的理解;  3 电势的理解与运用;  4 等势面的理解。  (二) 难点  1 电场力做功特点与电势能概念之间关系的理解;  2 电势能与电势的辨析;  3 电场线中有关电势和等势面性质的理解。  四 教学流程设计  (一)第一课时:电势能  1 引入新课  教师:我们知道电场力是一种新的性质力,前面几节课,学习了它的产生条件、大小和方向、以及部分作用规律,例如遵循平行四边形法则,牛顿运动定律等等。在必修课中,我们还探究了什么力学概念和规律?  学生:做功,动能定理,机械能守恒定律和能量守恒定律。  教师:很好,现在我们回顾这些方面的知识。请同学们完成下面填空。  (1) 做功的定义是:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小,和力与位移夹角的余弦这三者的乘积;公式是:W=Flcosθ ,单位是:焦耳;做功是能量变化的量度;  (2)动能是指由于物体运动所具有的能量,定义式是Ek=1/2mv^2 ;动能定理:力对物体所做的功等于物体动能的变化量;公式为 W=Ek2-Ek1;  (3)势能是指相互作用的物体凭借其位置所具有的能量;  (4)重力做功的特点是:重力对物体所做的功,只跟它的起点和终点的位置有关,与具体路径无关;重力对物体做功是重力势能变化的量度,公式是:W=mgh1-mgh2 ;重力势能的定义式是:Ep=mgh ,重力势能具有相对性,重力势能差值具有绝对性。  (5)能量守恒定律:能量既不能产生,也不能消亡,它只能从一个物体转移给另一物体,或者由一种能量形式转变为另一能量形式,而变化过程中总的能量保持不变。  学生:完成上面填空。  设计说明:以上可以作为课前学案由同学们预习时完成。但建议在课堂引入中,在请学生口头作答。  教师:这节课,我们研究电场力做功问题,从中我们探究电场力做功的规律。  2 进入新课  教师:给出下面问题,请同学们完成。先做(1)题。  例1 (1)质量为m的物体从A位置运动到B位置,如图一所示(重力加速度为g)。求:① 沿路径1,重力对物体做功为多少?②沿路径2,重力做功又是多少?  (2)带电量为q的物体(不计重力)在匀强电场中从A位置运动到B位置,如图二所示。求① 沿路径1,电场力对物体做功为多少?②沿路径2,电场力做功又是多少?(图见附课件)  学生:完成练习。  教师:这是一道复习题,大家很容易就完成了。而且从中,我们可以得到重力做功的特点,这个特点是?  学生:重力对物体所做的功,只跟它的起点和终点的位置有关,与具体路径无关。  教师:结合W=mgh1-mgh2 ,我们知道mgh 表示一种能量,而且是由位置决定的能量,是一种势能,我们称之为重力势能。因此,我们说:重力做功是重力势能变化的量度,数学表达式就是W=Ep1-Ep2 。  设计说明:这里暗含重力做功与路径无关的特点和建立重力势能之间的“充要”关系。关于此,教学中可以点到为止;亦可根据同学们的实际情况,追问:如果重力做功与路径有关,还能建立重力势能概念吗?为什么?  学生:再做(2)题。  教师:同学们也完成的很好。同学们肯定体会到了电场力做功特点,这个特点是?  学生:电场力对物体所做的功,只跟它的起点和终点的位置有关,与具体路径无关。  教师:由W=qEd1-qEd2 ,我们知道 qEd暗含什么物理量?  学生:是能量,而且是一种势能。  教师:同学们也给这个势能取一个名字吧?  学生:电势能(或电力势能,或电场力势能)。  教师:我觉得都可以。但是多读几遍,你应该能够感觉到:电场力势能和电力势能音节复杂,而且还有些拗口,所以我们还是拣好一点的名称:电势能。同学们再读读“重力势能”和“重势能”,那个读起来顺溜一些?  学生:尝试着读,并品味。  教师:我的感觉是重力势能好听一些。命名要讲究音律美的,这也是一种艺术美。  教学设计:这是一段插曲,但我认为这符合教学改革理念。另外,可以帮助消除误解,从而确定:电势能和重力势能同属于势能范畴。然而,也同样为了避免误解,教师应该强化下面教学:  教师:电势能和重力势能都是势能范畴,但是:重力势能,包括弹性势能都属于机械能范畴,而电势能不属于机械能。  教师:也就是说,电场力做功是什么的量度?  学生:电势能变化的量度。  教师:为此,我们也可以写成表达式:W=Ep1-Ep2 。为明确表达始末位置,我们的教材把这个表达式明确表示为:WAB=EpA-EpB 。  教师:今天我们采用什么样的学习方法?  学生:类比学习法。  教师:我们之所以采用了类比学习法,就是因为电场力做功的特点和重力做功的特点是完全相似的。因此有关重力做功的有些重要结论也可以直接搬到电场力做功中来,比如:重力做正功……?  学生:重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增大。  教师:电场力做功呢?  学生:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大。  教师:重力做功是重力势能变化的量度……  学生:电场力做功是电势能变化的量度。  教师:我们说某一点的重力势能具有什么性?而任意两点的重力势能差值又具有什么性?  学生:某一点的重力势能具有相对性;任意两点的重力势能差值具有绝对性。  教师:翻译到电势能中来……  学生:某一点的电势能具有相对性;任意两点的电势能差值具有绝对性。  教师:所以,为了确定某一点的电势能数值,我们应该怎么做?  学生:选择一点(位置)作为零势能点。  教师:陈述下面问题。  例2 如下图,选择A点为零势能点,那么B点的电势能怎样确定?(图见附课件)  学生:点电荷从B点移动到A点,电场力所做的功在数值上就等于B点的电势能。  教师:B点的电势能是确定的吗?还跟什么因素有关?  学生:跟点电荷的性质、电荷量的大小,以及电场等因素有关。  教师:通常,电荷在离场源无限远处或在大地表面上的电势能规定为零。  教师:同学们今天的表现都很好!现在请同学们查阅教材,教材给电势能定义了具体数学表达式没有?  学生:查阅,没有。  教师:为什么教材不直接定义为 ?  学生:我们匀强电场情况下得出电场力做功与路径无关的特点,而这一特点对于一般电场也同样成立。因此 没有普遍意义。  设计说明:以上教学设计,把重力做功特点与重力势能概念提出放在一起,突出重力做功特点与重力势能概念提出之间的充要关系。然而通过类比,也就能突出电场力做功特点与电势能之间的逻辑关系。在这里打破教材的编排次序,我认为这正好克服了教材编写上的不足。  3 课堂练习  练习1 在一电荷量 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功 J,从B点移到C点时电场力做功 J。问:  (1) 以B点为零势能点,电荷在A点时的电势能 是多少?  (2) 以C点为零势能点,电荷在A点时的电势能 又是多少?  练习2 将一个 点电荷从无限远处移动到右图所示的电场中的A点,电荷的电势能为 ,问此过程中电场力做功多少?(见课件)  练习3 图甲是等量异号电荷的电场线分布图,乙是等量同号电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线,O点是连线的中点。  (1) 在甲图中,把单位正电试探电荷从O点沿OA移动到无限远处,电场力是否做功?电势能是否变化?怎样变化?  (2) 在乙图中,把单位正电试探电荷从O点沿OA移动到无限远处,电场力是否做功?电势能是否变化?怎样变化?  4 结束新课。  电势能和电势教学课件2  一【教材分析】  本节内容为物理选修3-1中第一章静电场中第四节的教学内容,它处在电场强度之后,位于电势差之前,起到承上启下的作用。它是课程教学中利用物理思维方法较多的一堂课,尤其是用类比的方法达到对新知识的探究,同时让学生就具体的物理知识迁 移埋下思维铺垫。教材从电场对电荷做功的角度出发,推知在匀强电场中静电力做功与移动电荷的路径无关。进而指出这个结论对非匀强电 场也是适用的,并与重力势能类比,说明电荷在电场中也是具有电势能。静电力做功的过程就是电势能的变化量,而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值,因此有必要规定电势能零点。对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。  二【教学目标】  1.知识与技能  理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与静电力做功的关系。  理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。  明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。  了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及与电场线的关系。  2.过程与方法  通过与前面知识的结合,理解电势能与静电力做的功的关系,从而更好的了解电势能和电势的概念。  培养对知识的类比能力,以及对问题的分析、推理能力。  通过学生的理论探究,培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。  3.情感、态度与价值观  尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题,增强科  学 探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣,培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。  利用等势面图象的对称美,形态美以获得美的享受、美的愉悦,自己画图,在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。  在研究问题时,要培养突出主要矛盾,忽略次要因素的思维方法。  三【教学重点和难点】  1.重点  理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。  2.难点  掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。  四【学情分析】  通过对必修内容的学习,学生对功的计算,重力做功的特点,重力做功与重力势能变化的关系,能量守恒定律等内容已相当熟悉,具备了学习本节内容的知识前提,但建立起电势能的概念对学 生来说相对比较困难的,因为电场的概念特别抽象,特别是从力与能量  两条线上同时研究电场,让学生感到有点“力不从心” ,知识迁移及灵活运用是学生学习 过程中要跨越的一个台阶.  五【教学方法 】 理论、类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、体验探究  六【课时安排】 2课时  七【教学过程】  复习导入:  力对物体做功:W=FLcosθ(只适用于恒力做功)  θ〈900 正功 物体能量增加  0 θ〉90 负功 物体能量减小  θ=900 不做功 物体能量不变化  新课教学:  1.静电力做功的特点  结合课本图1。4-1(右图)分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。  (1) q沿直线从A到B W=FL  (2) q沿折线从A到M、再从M到B  W=WAM+WMB=F|AO|+F|OB|cos900= FL  (3) q沿任意曲线线A到B(微元法)将曲线分为段,每一小段都可认为是直线,则:  W=W1+W2++Wn= ni=1Flicosθi=FLcosθ  【结论】:在任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与始末两点的位置有关,而与电荷的运动路径无关。  与重力做功类比,引出:  2.电势能(Ep):  (1) 电势能:由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关,电荷在电场中也具有势能,这种势能叫做电势能。(描述性定义)  (2) 静电力做功与电势能变化的关系:  静电力做的功等于电势能的变化量  表达式:WABEPAEPB 普适式(适用于各种电场)  注意:  ①.电场力做正功,电荷的电势能减小;电场力做负功,电荷的电势能增加  ②.电场力力做多少功,电势能就变化多少,在只受电场力作用下,电势能与动能相互转化,而它们的总量保持不变。  ③.在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正,负电荷在任 一点具有的电势能都为负。  (3) 空间中某点电势能Ep的确定:  ① 规定零势能点:通常规定无限远处电势能为0或大地电势能为0。  ② 电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能点时静电力做的功 nWABEPAEPB 则如规定B为零势能点,EpA=WAB  (4)电势能的正负:  电势能是标量,但有正负,正负代表大小  (5)电势能的相对性:空间中某点电势能的大小依赖于0势能点的选取  (6)电势能的系统性:电势能是电荷与电场共有的能量  EpA=WAB= FL= qEL  合作探究:课本16页思考与讨论  建立电势能的概念为什么要讨论静电力做功问题,各种势能都是空间点的函数,即一个点对应一个确定的值,如果做不到就不可能定义某种势能。分析某种力做功的特点就能知道是否“一个点对应一个确定的值”。  3、电势  规定B点的电势能为0,则EpA=WAB= FL= qEL  同理改变试探电荷 EpA= WAB= FL=  2qEL  EpA= WAB=  FL= nqEL  EpA/q是恒定的,与试探电荷无关  (1)、 定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势。用表示。  (2)表达式:Ep  q (比值定义法)  (3)单位:伏特(V)  (4)标量,只有大小,没有方向,但有正负。  (5)相对性:空间某点电势的大小依赖于0电势点的选取(通常选无限远或大地电势为0)  (6)沿电场线电势降低  (7)功W、电势能Ep、电势φ的正负问题:  三者都是标量但都有正负,电势能Ep、电势φ的正负代表大小;而功W的正负不代表大小,只代表了能量的传递方向。  4、等势面  ⑴.定义:电场中电势相等的点构成的面  ⑵.等势面的性质:  ①.在同一等势面上各点电势相等,所以在同一等势面上移动电荷,电场力不做功 ②.电场线跟等势面一定垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 ③.等势面越密,电场强度越大  ③ 等势面不相交,不相切.
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