人教版（2019）必修第三册 10.2 电势差 （16张PPT）

(共16张PPT)
电势差
如果我们要从5楼走到7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
C
D
0V
1V
2V
3V
0V
1V
2V
-1V
在电场中，各点电势也会随电势零点的改变而改变，
但两点间的电势的差值却保持不变，与零电势位置的选择无关！
电势是“善变的”，两点间电势的差值才是“专情的”。
两点间电势的差值才更值得我们去了解和追求！
一、电势差
1.定义：在电场中，两点之间电势的差值叫做电势差，也叫作电压。
2.表达式：设电场中A点的电势为
，B点的电势为
则有：
或者表示成
显然
3.标量，只有大小，没有方向，但有正负。
（电势差的正负表示两点电势的高低关系）
若电势差为正值，即UAB=φA-φB>0，那么φA>φB；
若电势差为负值，即UAB=φA-φB<0，那么φA<φB；
4.绝对性：电势差只由两点在电场中的位置决定，与零电势点的选取
无关。与试探电荷是否存在以及其电性、电荷量都无关。
（电场中电势是相对的，而电势差是绝对的）
例1.(多选)下列说法正确的是( )
A.电势差与电势都具有相对性，与零电势点的选取有关
B.电势差是标量，但是有正负之分，其正值和负值意义不同
C.因为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.电场中两点A、B之间的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改
变，所以UAB=UBA
BC
5.电势差与静电力做功的关系
如图，电荷q从电场中的A移动到B，已知A点电势φA，B点电势φB，求电场力做的功。
即
A
B
（带“+”“-”号运算）
因此，知道了电场中两点的电势差，就可以很方便地计算在这两点之间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力和电荷移动的路径。
说明　
①电势差UAB与q、WAB及移动电荷的路径均无关，仅与电场
中A、B两点的位置有关，所以电势差反映了电场本身的性质． ②从 可以看出，UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到
B点时电场力所做的功WAB. ③电场力做的功和电势差的关系式：WAB＝qUAB，应用时要注意
各物理量的正负．若q为负，UAB为负，则静电力做的功为正功；
若q为负，UAB为正，则静电力做的功为负功.
例2.有一个电荷量q=-3×10-6C的点电荷，从某电场中的A点移动到
B点，电荷克服静电力做功为6×10-4J。从B点移到C点，静电力
对电荷做功为9×10-4J。
（1）A、B间，B、C间，C、A间的电势差各为多少？
（2）若以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？点电荷在A、
C两点的电势能各为多少？
(1) 200V -300V 100V
(2) 200V 300V -6×10-4J -9×10-4J
在地图中，常用等高线来表示地势的高低。与此相似，在电场的图示中，常用等势面来表示电势的高低。
二、等势面
1.定义：我们把在电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。
2.等势面特点：
（1）在同一个等势面，任何两点的电势都相等。
（2）在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功。
（3）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。
（4）等势面不相交，不相切，但可能闭合（匀强电场的等势面不闭合）。
（5）等差等势面的疏密反应电场强弱。
（6）等势面是假想出来的，客观生活不存在。
3.几种常见的等势面
(1)点电荷：以点电荷为球心的一簇球面
等势面
等高线
（1） 以点电荷为球心的同心球面，与电场线处处垂直，越向外越稀疏。
孤立正/负点电荷等势面特点：
（2） 越靠近球心等势面越密，场强越强
（3） 以无穷远为零电势点，正电荷周围电势都为正值，越靠近正电荷电势越高；
负电荷周围电势都为负值，越靠近负电荷电势越低，
1.沿正电荷到负电荷连线等势面的电势降低，中间连线上O点处电势为0.
等量异种电荷等势面特点：
2.中垂线两侧等势面形状对称，靠近正电荷一侧电势都为正值，靠近负电荷一侧电势都为负值，中垂线电势都为0
(2)等量异种点电荷：两簇对称曲面
等势面
等高线
(3)等量同种点电荷：两簇对称曲面
等势面
等高线
等量同种正电荷等势面特点：
1.沿两正电荷连线等势面的电势先降低后升高，连线中点电势最低,不为0；
2.沿连线中垂面上中点电势最高，向两侧电势降低
等量同种负电荷等势面特点：
1.沿两负电荷连线等势面的电势先升高后降低，连线中点电势最高；
2.沿连线中垂面上中点电势最低，但不为0，向两侧电势升高
等势面
等高线
（4）匀强电场
等差等势面为等间距的平行直线
（5）形状不规则的带电导体
附近的电场线及等势面
1.电势差
电势差与静电力做功的关系
2.等势面
几种常见的等势面
等势面特点
课堂小结
革命尚未成功，同志仍需努力！