10.2 电势差 课件 (共28张PPT) 人教版（2019）必修第三册

(共28张PPT)
10.2电势差
ⅰ)从6楼走到8楼;
ⅱ)从16楼走到18楼;
重力做的功有何关系？
A
B
F
E
电场力做功与什么因素有关呢？
WAB=－ Ep
＝EpA－EpB
＝q A－q B
＝q( A－ B)
＝qUAB
A
B
适用于恒力和变力做功
UAB
UAB=UBA
一、电势差
1.定义：我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。
UAB= A－ B
UBA= B－ A
UAB=－UBA
单位：伏特 V
电势差也叫电压.

2.电势差是标量
UAB= A－ B
UAB＞0
A＞ B
UAB＜0
A＜ B

它的正负表示什么呢？
3.电势差的另一种表述：
计算时正、负号需直接带入
A
B
F
q
W0
2q
nq
2W0
nW0
电势差的大小与试探电荷无关，
电势差由场源电荷和两点的位置决定
E
某同学认为A、B两点间电势差由WAB和q的数值决定，你认为他的想法正确吗？请说明理由。
想一想
电势差问题讨论
注：电场中电势是相对的，而电势差是绝对的，与零电势点的选取无关。
在图1-16中，如果B板接地，则A点电势为8V，M点的电势为6V，N点电势为2V,求M、N两点间的电势差是多少伏？
如果改为A板接地，问：
1）B板的电势是多大？
2）M、N两点的电势各为多大？
3）M、N两点的电势差是多少伏？
例题：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。
（2）根据以上结果，定性画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。
（3）把电荷量为－ 1.5×10-9C的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功是多少？
（1） A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？
做一做
例题：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，A、C间的电势差各是多大？
注意角标顺序
例题：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。
（2）根据以上结果，定性画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。
＞0
UAC＞ UAB
＜0
A＞ B
A＜ C
C＞ A＞ B
B
A
C
E
例题：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。
（3）把电荷量为－1.5×10-9C的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功是多少？
WAC=qUAC=（－1.5×10-9）×（－120）J=1.8×10-7J
B
A
C
E
F
x
例题：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。
（2）根据以上结果，定性画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。
C
A
B
为何是“可能的”？
“可能”说明还有其他位置符合要求，这些位置在哪里呢？
E
A
在此面上移动电荷时
B
B′
W =0
∴U=0V
E
B
B′
B
B′
又 W =qU
∴此面上各点间电势相等
等势面
在电场中，电势相同的各点构成的面叫做等势面。
等势面的特点：
（2）电场线跟等势面垂直，且由高电势指向低电势。
（1）在等势面上移动电荷时，静电力不做功。
等势面
（3）两等势面一定不相交。
根据正点电荷周围电场线分布，画出等势面。
做一做
E
等势面
等高线
4、常见等势面
点电荷
等势面以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏。
若规定无限远处电势为零，则正电荷周围电势均大于0
若规定无限远处电势为零，则正电荷周围电势均小于0
4、常见等势面
等量同种电荷
等势面是两簇对称曲面，两电荷的连线上中点电势最低；中垂线上中点电势最高，向两侧电势逐渐降低，以中点对称的两点电势相等。
4、常见等势面
等量异种电荷
两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面（电势为零），从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低。
等势面越密集的地方，电场强度越大。
4、常见等势面
带电导体的等势面
书P34T3.如图，回答以下问题。
（1）A、B哪点的电势比较高？负
电荷在哪点的电势能比较大？
（2）负电荷由B点移动到A点时，
静电力做正功还是负功？
（3）A、B两点的电势差UAB是正的还是负的？UBA呢？
书P34T5.某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分布。若单位正电荷沿任一路径从A点移到B点，静电力所做的功是多少？说明
理由。正电荷从A点移到C点，跟从
B点移到C点，静电力所做的功是否
相等？说明理由。
书P34T2.在研究微观粒子时常用电子伏（eV）作为能量的单位。1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能，那么，1eV等于多少焦耳？
书P34T6.如图，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三个点，其电势分别为6V、2V和2V。试画出经过A点的一条电场线。
例3.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带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速释放。已知q<（1）小球由A到B的过程中静电力做的功；
（2）AC两点间的电势差。
课堂练习
1.如图所示．虚线表示真空中一点电荷Q的电场中的两个等势面，实线表示一个带负电q的粒子(不计重力)运动的轨迹，下列说法正确的是( )
A.Q带正电
B.A，B，C三点电势大小
φA > φB > φC
C.粒子从A到B静电力做负功，
电势能增加，动能减小
D. 粒子从上B到C动能增加，
电势能增加
C
2.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
3.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
4.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
物理观念——能量观念
UAB= A－ B
课堂小结
电 势
电势差
静电力的功
电势能
重力:G=mg
重力做功:
重力势能:EP
重力势能的变化:
功能关系:
高度:h
高度差:Δh
等高面:
重力场强度：g
静电力:F=qE
静电力做功:
电势能:EP
电势能的变化:
功能关系:
电势:φ
电势差:U=Δφ
等势面:
电场强度：E
只与初末位置有关
相对的
绝对的
W=－ΔEP
相对的
绝对的
课堂小结
科学思维——类比思想