10.2电势差课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
第十章　静电场中的能量
第二节　　电势差
学习目标
1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关.
2．掌握两点间电势差的表达公式，知道两点之间电势差的 正负号与这两点的电势高低之间的对应关系.
3．知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算.
在高压电线杆上通常可以看到“高压危险”的警示牌，媒体上也经常播送一些由于高压造成的伤亡事件，人体所能承受的最大安全电压只有36V，可户外的高压线电压高达几万甚至几十万伏，奇怪的是，落在高压线上的小鸟却安然无恙，你知道是为什么吗？
因为小鸟两脚间的电势差很小
思考：
阅读课本Ｐ31-34，完成导学案Ｐ23自主学习　10min
知识回顾：
1、电场力做功的特点是什么？
静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。
2、电场力做功和电势能的关系如何？
电场力做正功，电势能就减少
电场力做负功，电势能就增加
WAB = EPA-EPB
3、电势能和电势的关系如何？
4、电势高低的判断？
沿着电场线的方向，电势逐渐降低
电势能是相对量，与零势能点的选择有关。
电势 是相对量，与零电势点的选择有关。
1、电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。
则有
或者
显然
电场中A点的电势为
，B点的电势为
2、设电场中A、B两点的电势为UAB
3、电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。
电势差
1
思考：若以C点为零电势点,则A点的电势为多少 D点的电势为多少 A、D两点的电势相差多少？
4.电势有相对性，与参考面的选择有关，而电势差与零参考面的选择无关。
类比
电势差
1
例1 电场中A、B、C、D四点的电势如图所示.
(1)A、C及A、B间的电势差各为多少？哪个较大？
答案　（1）UAC＝15 V，UAB＝10 V，UAC＞UAB
电势差
1
(2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势各为多少？A、C及A、B间的电势差各为多少？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？
（2）不能.两点间的电势差决定于电场本身，与WAB、q均无关.
例2、如图，如果B板接地（取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0）A板的电势为8V，M点的电势为6V，N点的电势为2V.则：
+
+
+
+
+
M
N
A
B
E
（1）M、N两点间的电势差UMN是多少伏？
N、M两点间的电势差UMN又是多少伏？
(2)如果是改为A板接地，B板的电势是多大？ M、N两点的电势各为多大？此时， M、N两点间的电势差UMN又是多少伏？
解析
（2）当A板接地时，B板的电势为-8V
ΦM=-2V ΦN=-6V
UMN=4V
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：
例1.(多选)关于电势差和电场力作功的说法中，正确的是（ ）
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，电场力作的功是标量
D.在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零
BD
例2　 (2021·山东青岛检测)如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝6 m，bc＝10 m，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b静电力做功为W1＝1.2×10－5 J，求：
(1)匀强电场的电场强度E；
(2)电荷从b移到c，静电力做的功W2；
(3)b、c两点间的电势差Ubc。
[答案]　(1)50 V/m　(2)1×10－5 J　(3)250 V
[拓展]　在[例3]中，将电荷q从a点移到c点的过程中，
静电力做的功W为多少，a、c两点的电势差Uac又是多少？
答案：2.2×10－5 J　550 V
例3. 如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ）
A. 把正电荷从 a 移到 b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高
B. 把正电荷从 a 移到 b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低
C. 把负电荷从 a 移到 b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高
D. 把负电荷从 a 移到 b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低
D
a
b
三、等势面
电场中由电势相等的各点构成的曲面叫等势面。
A
+
B
C
A
-
B
C
A＝ C＞ B
A＝ C＜ B
A＝ C＞ B
A
B
C
问题：比较下列电场中A、B、C点的电势高低。
沿着电场线方向，电势将降低。
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
常见等势面
2
2．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
④．两个电势不等的等势面不相交，不相切
3、等势面的用途：由等势面描绘电场线。
1、关于等势面，正确的说法是（ 　）
A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功
B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面一定跟电场线垂直
D．两等势面不能相交
CD
练习：
2、 如图所示，虚线 a、b 和 c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 Ａ、Ｂ 和 Ｃ ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线 KLMN 所示。由图可知（ ）
A. 粒子从 K到L的过程中，电场力做负功
B. 粒子从L到M的过程中，电场力做负功
C. 粒子从K到L的过程中，电势能增加
D. 粒子从L到M的过程中，动能减少
AC
3．如图所示，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面。A、B是同一等势面上的两点，C为另一等势面上的一点。下列判断正确的是
(　　)
A．A点场强与B点场强相同
B．C点电势高于B点电势
C．将电子从A点沿虚线移到B点，静电力不做功
D．将质子从A点移到C点，其电势能增加
Ｃ
3．如图为枕形导体周围的等势面和电场线(带有箭头的为电场线)示意图。已知相邻两个等势面间的电势差相等，则(　　)
A．a点和d点的电场强度一定相同
B．a点的电势一定低于b点的电势
C．将正电荷从c点移到d点，静电力一定做正功
D．将负电荷从c点沿虚线移到e点，电势能一定先增大后减小
Ｂ
一、电势差：电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。
电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。
电场力做功与电势差的关系：
二、等势面：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
电场线（或E）⊥等势面，且由电势高的等势面指向电势低的等势面
或
小结
判天地之美
析万物之理