10.2 电势差 课件（共21页）

(共21张PPT)
第十章 静电场中的能量
10.2 电势差
【知识回顾】
（1）静电力做功的特点：
（2）电场中某点电势能的求法：
（3）电场力做功与电势能变化的关系：
等于把电荷从该点移动到零势能点，电场力所做的功。
（4）电势：
（5）电势高低的判断方法：
●电势能与电势都是 量，都具有 性，正负表示 。一般情况下，如何选择零电势点（面）或零电势能点（面）。
标
相对
大小
1.(2021·江苏省扬州中学高一月考)如图4所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在静电力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是（ ）
A.vMC.φM<φN，EpM图4
√
【跟踪训练】
2.(2021·江苏省高邮中学高一期末)某电场的电场线分布如图6所示，以下说法正确的是
A.a点电势低于b点电势
B.c点场强大于b点场强
C.若将一试探电荷＋q由a点移至b点，它的
电势能增大
D.若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，
电势能减小
图6
√
3. 《课时小练 P14 6》如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为＋q的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为＋q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点，此过程中，电场力做功为－W.再将Q1从C点沿CB移到B并固定．最后将一电荷量为－2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说法错误的是(　　)
A. Q1移入之前，C点的电势为 q(W) B. Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0 C. Q2在移到C点后的电势能为－4W D. Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W
√
A
B
mg
+
F
E
hA
hB
hAB
A
B
在地理位置中两点间
在电场中两点间
？
？
？
0
EPA
EPB
WG
EPA
EPB
WF
重力场
电场
【知识类比】
1.定义：
一、电势差：
电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压
2.表达式：
3.单位：
伏特（V）
1、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？
2、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？这与力学中学过的哪个概念相似？
3、电场中A、B两点间的电势差UAB与q是否有关？
4、电势差UAB跟移动电荷的路径是否有关？
【思考】
表示两点电势高低，是标量
无关 与高度差相似
无关
无关
A
B
+
有
即
电场力做功等于两点间的电势差乘以电荷量
分析：正电荷从A到B，只在电场力作用下，电场力做功
又根据电势能与电势的关系
公式适用于任何电场
二、电场力做功与电势差之间的关系：
例1：如图所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10 9 C的正电荷从 A经 B、 C沿虚线到达 D点．从 A到 D，电场力对电荷做的功为( )
A.4.8×10 8 J
B.8.0×10 8 J
C. 4.8×10 8 J
D. 8.0×10 8 J
√
例2：在匀强电场中把电荷量为 2.0×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做的功为1.6 × 10-7J。再把这个电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做的功－4.0×10-7J。
（1）A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？
（2）A、B 间 ，B、C 间 ，A、C 间的电势差各是多大？
（3）把电荷量为－ 1.5×10 -9 C 的点电荷从A 点移动到C 点静电力做的功是多少？
（4）根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C 三点可能的位置。
解：（1）电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做正功，所以 A 点电势比 B 点电势高。
电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做负功，所以 C 点电势比 B 点电势高。但 C、B 之间电势差的绝对值比 A、B 之间电势差的绝对值大，所以 C 点电势最高，A 点电势次之，B 点电势最低。
例2：在匀强电场中把电荷量为 2.0×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做的功为1.6 × 10-7J。再把这个电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做的功－4.0×10-7J。
（1）A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？
（2）A、B 间 ，B、C 间 ，A、C 间的电势差各是多大？
（3）把电荷量为－ 1.5×10 -9 C 的点电荷从A 点移动到C 点静电力做的功是多少？
（4）根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C 三点可能的位置。
（2）根据静电力做的功与电势差的关系，A、B 间的电势差
A 点电势比 B 点电势高 80 V。
同样，根据静电力做的功与电势差的关系，B、C 间的电势差
C 点电势比 B 点电势高 200 V。
A、C 间的电势差
例2：在匀强电场中把电荷量为 2.0×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做的功为1.6 × 10-7J。再把这个电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做的功－4.0×10-7J。
（1）A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？
（2）A、B 间 ，B、C 间 ，A、C 间的电势差各是多大？
（3）把电荷量为－ 1.5×10 -9 C 的点电荷从A 点移动到C 点静电力做的功是多少？
（4）根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C 三点可能的位置。
（3）电荷量 q′＝－1.5×10-9C 的点电荷，从 A 点移动到 C 点时，静电力做的
即静电力做正功1.8×10-7J
（4）电场分布示意图和 A、 B、C 三点可能的位置如图 所示
C
A
B
例3：
三、等势面
1.定义:
——为了形象描述电场中各点电势情况，人为画出的曲面。
电场中，电势相同的各点构成的面叫做等势面。
在地图中常用等高线表示地势高低
在电场中常用等势面来表示电势高低
2.等势面的特点：
●在同一等势面上，电势处处相等；
●在同一等势面上移动电荷时，静电力不做功；
●等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直；
●电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面；
●等势面分布越密,场强越大;分布越疏,场强越小；
●两个电势不同的等势面不能相交；
正点电荷
负点电荷
匀强电场
等量异种点电荷
等量同种点电荷
带电导体
3.几种常见的电场线和等势面的分布情况
例5：如图所示．虚线表示真空中一点电荷Q的电场中的两个等势面，实线表示一个带负电q的粒子(不计重力)运动的轨迹，下列说法正确的是( )
A. Q带正电
B. A，B，C三点电势大小φA > φB > φC
C. 粒子从A到B静电力做负功，电势能增加，动能减小
D. 粒子从上B到C动能增加，电势能增加
√
例4：课本P34 3、5、6
例6：如图是某匀强电场的等势面示意图，三个等势面的电势从上到下分别为10V、0、 10V。A、B两点相距5㎝，θ=53°，一带电量为q= 4×10 6 C的小球沿AB匀速运动，(sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/s2)求：小球从A到B电场力所做的功。
1. 电势差：电场中两点之间的电势差值，也叫电压
公式：
单位：伏特（V）
2.电势差与电场力做功关系：
3.等势面：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
【课堂小结】
特点