物理人教版（2019）必修第三册10.2电势差（共34张ppt）

(共34张PPT)
第2节 电势差
第十章 静电场中的能量
问题引入
如果我们要从6楼走到8楼，影响我们做功多少的因素是这两层楼的高度差还是楼的高度呢？
某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功多少的因素可能是A点或B点的电势值呢？还是A、B两点之间电势的差值呢？
A
B
F
E
问题引入
一、电势差
1、定义：在电场中，我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。
UAB= A－ B
UBA= B－ A
UAB=－UBA
单位：伏特 V
新课教学
想一想
电势与零电势点的选取有关，那么电势的差值与零电势点的选取有关吗？
习题探究
已知匀强电场的电场强度E=200N/C，A、B与C的距离l1和l2分别为100cm和40cm，求A、B两点的电势。
E
C
A
B
情况一：以C为零电势点
情况二：以B为零电势点
φA= 200V
电势为0
φB= 80V
UAB=φA－ φB = 200V-80V=120V
电势为0
φA=120V
UAB= φA－ φB = 120V-0V=120V
电势的差值与零电势点的选取无关。
（1）电势差也叫电压
新课教学
（2）电势差是标量。它的正负表示什么呢？
UAB= A－ B
UAB＞0
A＞ B
UAB＜0
A＜ B
想一想
某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功多少的因素可能是A点或B点的电势值呢？还是A、B两点之间电势的差值呢？
A
B
F
E
Q
A
B
UAB
WAB
问题探究
WAB=－ Ep
＝EpA－EpB
＝q A－q B
＝q( A－ B)
＝qUAB
影响静电力做功多少的是电势差。
A
B
F
E
Q
A
B
UAB
WAB
问题探究
适用于恒力和变力做功
静电力做功与电势差的关系
A
B
F
E
Q
A
B
UAB
WAB
2、电势差的另一种表述
A、B两点间的电势差等于将电荷q从电场中A点移动到B点静电力所做的功WAB与电荷量q之比。
新课教学
一、电势差
1、定义：在电场中，我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。
比值定义法
小明同学认为A、B两点间电势差由WAB和q的数值决定，你认为他的想法正确吗？请说明理由。
想一想
A
B
F
q
W0
2q
nq
2W0
nW0
电势差的大小与试探电荷无关，
电势差由场源电荷和两点的位置决定
E
问题探究
例题：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，静电力做的功为－4.0×10-7J。
（3）根据以上结果，定性画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。
（2）把电荷量为－ 1.5×10-9C的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功是多少？
（1） A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？
例题探究
解：
例题探究
例题：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，静电力做的功为－4.0×10-7J。
（1） A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？
例题探究
例题：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，静电力做的功为－4.0×10-7J。
（1） A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？
WAC=qUAC=（－1.5×10-9）×（－120）J=1.8×10-7J
例题探究
例题：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，静电力做的功为－4.0×10-7J。
（2）把电荷量为－ 1.5×10-9C的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功是多少？
＞0
UAC＞ UAB
＜0
A＞ B
A＜ C
C＞ A＞ B
例题探究
例题：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，静电力做的功为－4.0×10-7J。
（3）根据以上结果，定性画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。
B
A
C
E
例题：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，静电力做的功为－4.0×10-7J。
（3）根据以上结果，定性画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。
C
A
B
“可能”说明还有其他位置符合要求，这些位置在哪里呢？
E
承上启下
例题：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，静电力做的功为－4.0×10-7J。
（3）根据以上结果，定性画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。
A
B
E
承上启下
以A→B为例，设A不动，再找出一个B点可能的位置B′，标在图中。
小军同学：
A
B
B′
E
思维碰撞
A
B
B′
E
小兰同学：
思维碰撞
WAB=WAB′
理论推理
PK
问题关键：
A→B ：
A→B′：
WAB
WAB′
WAB′=WAB+ WBB′
WBB′ ≠0
∴WAB′ ≠WAB
小军同学观点不正确
小军同学：
理论推理
WAB′=WAB+ WBB′
WBB′ =0
∴WAB′ =WAB
小兰同学观点正确
小兰同学：
理论推理
关键
A
在此面上移动电荷时
B
B′
W =0
∴U=0V
E
B
B′
B
B′
又 W =qU
∴此面上各点间电势相等
等势面
新课教学
即在电场中，电势相同的各点构成的面。
等势面与电场线关系：
（2）电场线跟等势面垂直，且由高电势指向低电势。
（1）在等势面上移动电荷时，静电力不做功。
与电场线功能相似，都是用来形象地描述电场
假设两等势面相交
交点会同时具有两个电势值
那么两等势面一定不相交吗？
想一想
我们知道两电场线一定不相交，
反证法
（3）两等势面一定不相交。
等势面的特点：
（2）电场线跟等势面垂直，且由高电势指向低电势。
（1）在等势面上移动电荷时，静电力不做功。
新课教学
请同学们根据等势面与电场线的关系画出匀强电场、正点电荷周围的等势面。
E
做一做
+
+
+
+
+
+
+
—
—
—
—
—
—
—
做一做
匀强电场等势面分布
正点电荷等势面分布
图1
图2
图3
等势面
等高线
类比模型
等高线
课堂小结
电势差
类比“高度差”
静电力做功与电势差关系
创设问题情境
深入理解电势差
引出等势面的学习
UAB= A－ B
类比“等高线”
深入理解等势面
课本例题探究
承上启下
思维碰撞
等势面的特点
反证法
（1）在等势面上移动电荷时，静电力不做功。
（2）电场线跟等势面垂直，且由高电势指向低电势。
（3）两等势面一定不相交。
安全用电常识中，有一个涉及“跨步电压”现象的问题，
请同学们查阅文献资料，了解什么是“跨步电压”？
课外探究
下节课我们一起探究应该如何避免“跨步电压”。
谢谢观看