10.2电势差 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(共24张PPT)

(共24张PPT)
复习引入：
类比法
重力场
电场
重力
某点的高度
重力势能
重力做功
WG= EP1－EP2
两点间高度差
电势能
静电力
静电力做功
WAB= EPA－EPB
某点的电势
？？？
两点间电势差
第十章 静电场中的能量
§10.2 电势差
范德格拉夫起电机
趣味实验：范德格拉夫起电机如何点亮日光灯？
为什么这样放置日光灯不亮呢？
野外发现电线掉过地面，或雷电击中树木你会怎么做？
不要靠近，单脚跳离现场！！！
一、电势差
1、定义：电场中两点之间电势的差值叫做电势差，也叫电压。
2、定义式：
UAB= A－ B
UBA= B－ A
UAB=－UBA
3、单位：伏特 V
4、电势差是标量，正负表示两点电势高低。
UAB＞0
A＞ B
UAB＜0
A＜ B
什么是电势？电势是相对的还是绝对的？
A
B
C
D
0V
1V
2V
3V
E
0V
1V
2V
-1V
电势差呢？
5、电势差是绝对的，与电势零点的选择无关。
电荷q从电场中a点移到b点，电场力做功与电势差关系的推导过程
即
或
二、静电力做功与电势差的关系
思考:
（1）UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？
由电场本身的因素决定;与WAB、q无关。
（2）WAB由什么决定？跟UAB、q有关吗？
由UAB、q共同决定;与UAB、q有关。
二、静电力做功与电势差的关系
（3）式中各量是矢量还是标量？正负代表什么？
运算时代入符号吗？
（只适用于恒力做功）
（适用于恒力、变力做功）
E
A
B
+q
L
B
E
A
+q
UAB
二、静电力做功与电势差的关系
电场中，静电力做功有几种计算方法？
二、静电力做功与电势差的关系
【例题1】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间和A、C间的电势差各是多大？
（2）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）把－ 1.5×10-9C电荷从A移到C点，电场力做多少功？
(1)UAB=80V
UBC=-200V
UAC=UAB+UBC=-120V
(2)
（3）WAC ＝ 1.8×10-7J
三、等势面
1．定义：电场中电势相等的各点构成的面叫做等势面．
问题1：在同一等势面上移动电荷时，电荷的电势能如何变化？静电力做什么功？
2．等势面特点：
(1) 沿同一等势面移动电荷时，静电力不做功。
问题2：静电力不做功，说明静电力方向与电荷移动方向有何关系？
(2)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。
(3)等差等势面越密的地方，场强越大。
三、等势面
3．几种典型电场的等势面分布：
等势面 图形 特点
点电荷
等量异种电荷的平行板
以点电荷为球心的一簇球面，越往外越疏
垂直于电场线等间距的一簇平面
三、等势面
等势面 图形 特点
等量异种点电荷
等量同种点电荷
两簇关于中垂线对称的曲面，中垂线为等势面
两簇对称的曲面，等量正电荷连线中点电势最低，中垂线上中点电势最高，等量负电荷情况相反
【例题1】如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则（ ）
A . ，
B . ，
C . ，
D . ，
D
【例题2】（多选）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、和，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
【例题3】图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻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，其动能变为8eV时，它的电势能应为（ ）
A.4eV
B.12eV
C.20eV
D.34eV
A
巩固练习
ABC
【例题5】如图所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷。现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N，M、N两点都位于圆周c上，以下判断正确的是（ ）
A.两粒子带异种电荷
B.两粒子带同种电荷
C.到达M、N时两粒子速率仍相等
D.到达M、N时两粒子速率不相等
AD
四、典例分析
【例题6】如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q Q，AB＝h，小球滑到B点时的速度大小为.求：
(1)小球由A到B的过程中静电力做的功；
(2)A、C两点间的电势差．