人教版必修三 10.2 电势差 课件(共15张PPT)

(共15张PPT)
10.2电势差
电势差：
电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压
则有
或者表示成
显然
设电场中A点的电势为
，B点的电势为
一、电势差与电势的关系
思考
1、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？
2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？
表示两点电势高低，是标量
无关 与高度差相似
3、电场中A、B两点间的电势差UAB与q是否有关？
4、电势差UAB跟移动电荷的路径是否有关？
无关
无关
高度和电势都具有相对性 电势与零电势点的选取有关
电势差与零电势点的选取无关
A
B
C
D
0V
1V
2V
3V
E
0V
1V
2V
-1V
与高度差相似
【例1】（多选）关于电势差UAB和电势φA 、φB的理解，正确的是 （　 　）
A． UAB表示B点相对A点的电势差，即UAB ＝ φB φA
B． UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB ＝ UBA
C． φA、φB都有可能有正负，所以电势是矢量
D． 零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点
BD
电荷q从电场中A点移到B点：
E
A
B
+
q
WAB=EPA-EPB
EPA=qφA
EPB=qφB
WAB=qUAB
UAB=
WAB
q
静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。
二、静电力做的功与电势差的关系
二、静电力做的功与电势差的关系
如图，电荷q从电场中的A移动到B时，电场力做的功为：
A
B
注：电场力做功有正负之分，电场力做正功WAB>0；电场力做负功，WAB<0．电荷量也有正负之分，对正电荷取q>0；对负电荷取q<0；利用该式计算时，要注意到WAB、q及UAB的正负．
公式适用于任何电场
例2. 在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.6×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-4.0×10-7J。
（1）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？
（2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？
①使用公式时，q的正负和U的正负都带入，算出的功为正，则说明电场力做正功，电荷的电势能减小;反之亦然．
②q、Ｕ都取绝对值，算出的功也是绝对值，是正功还是负功根据具体情况来判断。
例2.在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.6×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-4.0×10-7J。
（3）把-1.5×10-9 C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？
（4）根据以上所得结果，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。
电势差由电场本身的因素决定，与试探电荷q无关
电场力做功由电荷q和电势差U共同决定
A
B
C
对公式UAB＝ WAB / q的理解
1．由UAB＝ WAB / q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。若单位正电荷做正功，UAB为正值；若单位正电荷做负功，UAB为负值。
2．公式UAB＝ WAB / q不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是可以利用WAB、q来测量A、B两点间的电势差UAB。
3．公式UAB＝ WAB / q适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是电场力的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功。
4．公式UAB＝ WAB / q中各量均有正负，计算中W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。
电势和电势差比较
1、电势差
能的性质的物理量，都是比值定义法，他们的大小都跟有无试探电荷无关；
和电势
都是描述电场的
2、电势的高低与参考点的选取有关，但电势差
与参考点的选取无关。（这一关系类似于高度与参考平面的选取有关，高度差与参考平面的选取无关。）
(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
(2)等势面是为了形象描述电场中各点电势面人为画出的曲面
(3)等势面的特点
①沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功
三、等势面
⑤等势面分布越密,场强越大;分布越疏,场强越小
④等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直
③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面
②两个电势不同的等势面不能相交
2.几种常见电场的等势面(如图所示)
（1）由等势面可知电场中电势的高低；
（2）能求出在等势面间移动电荷的过程中电场力所做的功；
（3）由等势面可判断场强的方向（等势面一定处处与电场线垂直）
（4）能判断场强的大小（等差等势面密的地方场强大）
（1）由等势面可知电场中电势的高低；
（2）能求出在等势面间移动电荷的过程中电场力所做的功；
（3）由等势面可判断场强的方向（等势面一定处处与电场线垂直）
（4）能判断场强的大小（等差等势面密的地方场强大）
3. 等势面的应用：
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，实线为一带负电的点电荷仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R在等势面b上，据此可知（　　）
A．三个等势面中，c的电势最低
B．该点电荷在R点的加速度方向垂直于等势面b
C．Q点的场强大于P点场强
D．该点电荷在P点的电势能比在 Q点的小
B
练一练