1[1].5 电势差 课件（人教版选修3-1）

(共21张PPT)
5 电势差
1 ．电场中两点间电势的 ________ 叫做电势差 ，也叫
________．
差值
电压
2．电势与电势差的关系：电场中的各点电势的大小与电势
零点的选取__________，但电场中两点的电势差与电势零点的
选取__________．电势与电势差都是______量，数值有正负之
分，单位相同．
有关
无关
标
3．静电力做的功与电势差的关系：WAB＝EpA －EpB＝qφA－
qφB＝q(φA －φB)，即 WAB＝_______ 或UAB ＝__________.
qUAB
4．(双选)关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是
(
)
BD
A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电
荷的电量决定
B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势
差和该电荷的电量决定
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方向上任意两点的电势差
为零
知识点
电势差
1．电势差：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫
____________．
电压
2．A、B 两点间的电势差可以表示为 UAB＝__________；
UAB 和 UBA 的关系可以表示为________________．
φA－φB
UAB＝－UBA
3．公式及单位
(1)公式：____________.
伏特
伏
V
(2)单位： ______，简称______，符号是______．
4．电势差的绝对性：在电场中，某点的电势与_________
的选取有关，而两点间的电势差是绝对的，与_____________
的选取无关，在处理电场的问题时我们通常关注的是
_________________．
电势零点
电势零点
电势差
5．静电力做的功与电势差关系的表达式为____________
或__________．
WAB＝qUAB
6．电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，如何理解
电势差的正负？
电势差的正负不是物理中表示矢量方向的正负，而仅仅是
表示一种比较关系，例如 UAB ＝6 V，表示 A 点的电势比 B 点
高 6 V；UAB＝－6 V，表示 A 点的电势比 B 点低 6 V.
UAB＝
WAB
q
7．计算两点之间的电势差有两个公式 UAB ＝
WAB
q
和 UAB ＝
φA －φB，这两个公式有什么区别？
公式 UAB ＝
是从静电力做功的角度来定义电势差，而 UAB
＝φA－φB 是从电势出发来定义电势差．
场具有多种属性，我们可以从不同角度描述电场的属性，
1．静电力做的功与电势差的关系
电荷 q 在电场中从 A 移动到 B 时，静电力做的功 WAB 等于
电荷在 A、B 两点的电势能之差．即 WAB＝EpA －EpB＝qφA－qφB
＝q(φA －φB)，即 WAB ＝qUAB，或 UAB ＝
WAB
q
.
【例 1】有一个带电荷量 q＝－3×10－6 C 的点电荷，从某
电场中的 A 点移到 B 点，电荷克服静电力做 6×10－4 J 的功，
从 B 点移到 C 点，静电力对电荷做 9×10－4 J 的功，问：
(1)AB、BC、CA 间电势差各为多少？
(2)如以 B 点电势为零，则 A、C 两点的电势各为多少？电
荷在 A、C 两点的电势能各为多少？
(2)若φB＝0，由 UAB＝φA－φB 得φA＝UAB ＝200 V
由 UBC＝φB－φC，得
φC＝φB－UBC＝0－(－300 V)＝300 V
电荷在 A 点的电势能
EpA＝qφA ＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J
电荷在 C 点的电势能
EpC＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J.
思维总结： (1)两种求电势差的方法各有利弊：取绝对值
的方法，判断正负较为烦琐，但对公式的记忆却较为容易，只
要在公式中代入各量的绝对值计算即可；而取代数值的方法，
需先根据各量的性质、特点对它的正、负作出判断，然后代入
公式直接计算即可．
(2)对电势差要注意角标的排序，如：UAB ＝－UBA，UAB ＋
UBC＋UCD＝UAD.
(3)若求某点的电势，必须明确规定电势零点在哪里，然后
根据两点间的电势差计算．
【触类旁通】
1．一个带正电的质点，电荷量 q＝2×10－9 C，在静电场中
由 a 点移到 b 点，在这过程中，除电场力做功外，其他外力对
质点做功为 6.0×10－5 J，质点的动能增加了 8×10－5 J，求 a、
b 两点的电势差 Uab.
解：由动能定理，合外力所做的功等于动能的变化量，即
电场力所做的功和其他力所做的功之和为动能的增加量．由题
意得，电场力做功为 2×10－5 J，则有
物理量 电势φ 电势差 U
区
别 定义 电势能与电量的比值：
电场力做功与电量的比值：
决定因素 由电场和在电场中
的位置决定 由电场和场内两点位置决
定
相对性 有，与电势零点选取
有关 无，与电势零点选取无关
联
系 数值关系 UAB ＝φA －φB
单位 均是伏特(V)，常用还有 kV 和 mV
矢标性 都是标量，但均具有正负
物理意义 均是描述电场能性质的物理量
电势和电势差的区别与联系
【例 2】如图 1－5－1 所示，a、b、c 是氢原子的核外电子
绕核运动的三个可能轨道，取无穷远处电子的电势能为零，电
子在 a、b、c 三个轨道时对应的电势能分别为－13.6 eV、－3.4
eV、－1.51 eV，由于某种因素(如加热和光照)的影响，电子会
沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，求：
(1)a、b、c 三点的电势大小．
(2)a、b 间，b、c 间电势差的大小．
图 1－5－1
【触类旁通】
2．如图 1－5－2 所示，在同一条电场线上有 A、B、C 三
点，将 q＝－6×10－6 C 的点电荷由 A 点移到 B 点，电场力做什
么功？做多少功？电势能变化了多少？再将该电荷由 B 点移到
C 点，电场力做什么功？做多少功？电势能变化了多少？
图 1－5－2
解：(1)由 A 点移到 B 点时，UAB＝ φA－φB＝5 V
电场力的功 WAB＝qUAB＝－3×10－5 J
即电场力做负功，电势能增加了 3×10－5J.
(2)由 B 点移到 C 点时，UBC＝φB－φC＝－2 V
电场力的功 WBC＝qUBC＝1.2×10
－5
J
即电场力做正功，电势能减少了 1.2×10－5 J.