物理人教版（2019）必修第三册10.2电势差（共44张ppt）

(共44张PPT)
10.2 电势差
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？
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而不是楼的高度。
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
高度差
A.
E
+
F
B.
一、电势差
1、定义：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
A
B
（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
50m
-10m
0m
50m
60m
10m
0m
50m
图片反映了什么？
零高度的选取不一样，地面和楼顶的高度数值也不一样，但是地面和楼顶的高度差始终是一定的。
E
0V
6V
3V
-3V
0V
9V
6V
3V
A B C D
零电势的位置发生改变，电场中各点的电势大小对应会发生改变，但是电场中两点的电势差不会发生改变。
图片反映了什么？
A
B
F
E
Q
A
B
UAB
WAB
WAB ＝qUAB
适用于恒力和变力做功
静电力做功与电势差的关系：
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。
或
电荷q从电场中A点移到B点，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。
A
B
它把初末位置的电势差与静电力做功直接联系起来，而不再考虑静电力和粒子的轨迹。
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）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。
（3）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：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？
解：
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？
注意角标顺序
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）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。
＞0
UAC＞ UAB
＜0
A＞ B
A＜ C
C＞ A＞ B
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）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？
WAC=qUAC=（－1.5×10-9）×（－120）J=1.8×10-7J
B
A
C
E
F
x
B
B′
E
B
B′
E
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
在电场中，电势相同的各点构成的面叫做等势面。
A
B
B′
E
B
B′
B
B′
等势面
二、等势面
电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。
①在同一等势面上移动电荷时，静电力不做功。
A.
E
+
F
B.
假设这是一个等势面。一个电荷从A移动到B，的过程中静电力做功是多少？
解：在同一个等势面上，任何两点的电势都相等即φA=φB
电势差UAB=φA-φB=0
WAB=qUAB=0
电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
A.
E
+
F
B.
②等势面始终一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。
概括：
等势面
E
A.
+
B.
等势面
假设两等势面相交
交点会同时具有两个电势值
两等势面一定不相交吗？请说明理由。
想一想：
两等势面一定不相交
1、等势面特点：
（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。
（3）两等势面一定不相交。
等势面
根据正点电荷周围电场线分布，画出等势面。
做一做
E
正点电荷等势面分布
电场线密的地方等势线也密，电场线稀疏的地方等势线也稀疏。
等势面
等高线
如何形象的表示电场中电势的高低呢？
在地图中常用等高线来表示地势的高低。
于此类似，电场中常用等势面来表示电势的高低。
正点电荷的等势面
负点电荷的等势面
等量异种点电
荷的等势面
等量同种点电
荷的等势面
匀强电场的等势面
匀强电场的等势面
带电导体周围的电场和等势面
1．关于电势差的描述，正确的是（　　）
A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关
B．电势差是标量，没有正值和负值之分
C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关
D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改变，所以UAB=UBA
C
2．电场中A、B两点间的电势差UAB=75V，B、C两点间的电势差UBC=-200V，则A、B、C三点电势的高低关系为（　　）
A．
B．
C．
D．
C
3．电场中有a、b两点，a点电势为2V，带电量为2×10-8C的负离子仅在电场力作用下从a运动到b的过程中，电场力做正功4×10-8J，则（　　）
A．b点电势是2V
B．a、b两点中，b点电势较高
C．此电荷的电势能增加
D．该电荷速度可能减小
B
4．电场中有A、B、C三点，一个带电荷量为2×10-8C的负电荷从A移到B，电场力做功为-4×10-6J。另一个带电荷量为3×10-8C的正电荷从A移到C，电场力做功为9×10-6J。则B、C两点间的电势差UBC为
（　　）
A．-500V
B．-300V
C．100V
D．300V
C
5．在如图所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E（在以场源电荷为圆心的圆周上），则下列情况正确的是（　　）
A．从A到B电场力做功最多
B．从A到E电场力做功最多
C．电场力做功一样多
D．A点比D点电势高
C
6．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　）
A．三个等势面中，a的电势最高
B．带电质点通过P点时电势能较大
C．带电质点过P点时的动能较大
D．带电质点通过P点时的加速度较小
B
7．如图所示，匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q。a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是（　　）
A．b、d两点的电场强度相同
B．a点的电势等于f点的电势
C．点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，
电场力做功一定不为零
D．将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，
从a点移动到c点电势能的变化量一定最大
D
8．如图所示，两个等量异号的点电荷在其连线的中垂线上有与连线中点O等距离的两点a、b，在连线上有距中点O等距离的两点c、d，则下列说法正确的是（　　）
A．a、b两点的电场强度不相同
B．c、d两点的电势相同
C．若将一负试探电荷由c点移到d点，
电场力做正功
D．若将一正试探电荷由无穷远处移到c点，
其电势能一定增加
D
9．如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零，现将另一正点电荷q由a点沿连线移动到c点，在移动的过程中，点电荷q的电场强度和电势变化正确的是（　　）
A．电势先增加后减少
B．电势先减少后增加
C．场强先增加后减少
D．场强先减少后增加
AD
10．图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8eV时，它的动能就为（　　）
A．8eV
B．15eV
C．20eV
D．34eV
C
11．如图所示，曲线表示某电场的等势面，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则分析正确的是（ ）
A．一正电荷从b点运动到e点，电势能不变
B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为-4eV
C．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左
D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最小
AC