物理人教版（2019）必修第三册10.2 电势差（共26张ppt）

(共26张PPT)
第十章 第二节
电势差
复习提问：
⑤电势高低如何判断？
①如何描述电场？常见典型电场的电场线分布及特点？
②电荷在电场中受力的特点？
③电场力做功的特点？
④电场力做功与电势能变化的关系？
一、电势差
1.电势差定义： 电场中两点间电势的差值，也叫电压。
则有：
或者表示成：
显然：
A
B
电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？
①若电势差为正值，即，那么
②若电势差为负值，即，那么
电势差的正负表示两点电势的高低关系。
B点的电势为
设电场中A点的电势为,
2.静电力做的功与电势差的关系
A
B
如图，电荷q从电场中的A移动到B，已知A点电势，B点电势，则电场力做的功
普遍适用，各量均带正负号.
ps：这个公式在使用时，更多的情况是先判断做功正负，再计算大小
电势差的另一种定义方法-比值定义法
2.静电力做的功与电势差的关系
Q:电势高低如何判断？
①电场线判定
②由电荷电势能的大小判定
③通过判定
3.电势与电势差的对比
电势φ 电势差U
定义
决定因素
相对性
数值关系
单位
标矢性
物理意义
电势能与电量比值：
电场力做功与电量比值：
由电场和在电场中的位置决定
由电场和场内两点位置决定
有，与零势能点选取有关
无，与零势能点选取无关
相同，均是伏特(V)
都是标量，但均具有正负
均是描述电场能的性质的物理量
例1.有一个带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服电场力做6×10-4 J的功,从B点移到C点,电场力对电荷做9×10-4 J的功,问:
(1)AB、BC、CA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 电荷在A、C两点的电势能各为多少
课堂练习
例2.静电场中,带电粒子在电场力作用下从电势为的a点运动至电势为的b点。若带电粒子在a、b两点的速率分别为、,不计重力,则带电粒子的比荷为(　 　)
C
二、等势面
1.地图中的等高线
2.等势面：把在电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。
3.等势面的特点：
①同一等势面上移动电荷，静电力不做功；
②电场线跟等势面垂直，并且有电势高的等势面指向电势低的等势面；
③等差等势面的疏密反映电场强度的大小。
④不同等势面在空间不相交、不相切
4.几种典型电场的等势面
①匀强电场
特点：一簇垂直于电场线的平面，互相平行，间距相等。
②点电荷的电场
特点：以点电荷为球心的一簇同心球面，离球心越远等势面越稀疏。
③等量异种点电荷的电场
a.中垂面上：取无穷远处电势为零，中垂面是电势为零的等势面。以中垂面为界，正电荷一侧的电场中各点电势均为正值，负电荷一侧的电场中各点电势均为负值。
b.连线上：从正电荷到负电荷各点电势逐渐降低。
c.对称点：关于中垂面对称的点，电势绝对值相等，符号相反。
特点：
④等量同种正点电荷的电场
a.中垂面上：中垂面不是等势面，从中心向两侧电势降低，即中心是中垂面上电势最高的点。
b.连线上：越接近中点，电势越低，中点是连线上电势最低的点。
c.中点：φ≠0，对于正点电荷是连线上各点电势的最低点，是中垂面上各点电势的最高点。负电荷则相反。
d.对称点：所有关于中点对称的点电势相等。
特点：
等差等势面越密集的地方，电场强度越大。
⑤带电导体的等势面
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
课堂练习
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