10.2电势差课件 （42张PPT）高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

(共42张PPT)
第十章 静电场中的能量
10.2 电势差
如果我们从6楼走到8楼，影响我们做功多少的因素是整栋楼的高度还是这两层楼的高度差呢？
引入
高度差
某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功的因素可能是A点或B点的电势值还是A、B两点之间电势的差值呢？
一、电势差
1.定义：电场中两点电势之间的差值,
2.符号：U 单位：V
3. 设电场中A点电势 ， B点电势 ， 电势差为
也叫电压
4. 电势差是标量 ，有正负，正负表示
电势高低
电势与零电势点的选取有关，那么电势差和零电势点的选取有关吗？
想一想
电势能与零电势点的选取有关，那么电势能的差值和零势能面的选取有关吗？
无关
回顾上节课的内容
电势差与零电势点的选取无关
二、电势差的绝对性
某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，静电力做功WAB是多少？
Q
φA
φB
UAB
做一做
WAB=
Q
φA
φB
UAB
WAB=
Q
φA
φB
UAB
WAB=
静电力做功与电势差的关系
既适用于恒力做功，又适用于变力做功
三、电势差的另一种表述
想一想
某同学认为A、B两点间的电势差由WAB和q的数值决定，你认为他的想法正确吗？
q
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
Wo
2Wo
2q
nq
nWo
例题
在匀强电场中把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．求：
（1）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？
（2）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？
（3）把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C，静电力做多少功？
（4）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
（1）
（2）法1
法2
标出A、B、C三点可能的位置
为简化问题，我们以A到B为例，并设A不动，请再找出一个B点可能的位置B’,并标在图中
想一想
E
A
B
C
E
A
B
C
甲
乙
B‘
E
A
B
B‘
谁的对？
在匀强电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.6×10-7J
关键信息：做功为定值，WAB=WAB’
E
A
B
甲
B‘
B‘
E
A
B
乙
在BB这条线上移动电荷，静电力不做功
还有其它的点也符合要求吗？
B
B’
A
在这个面上移动电荷，静电力不做功
此面上电势相等
B
B’
A
在电场中，电势相同的各点构成面，叫等势面
四、等势面
B
B’
A
1.在等势面上移动电荷，静电力不做功
四、等势面
2.电场线和等势面垂直，且由高电势指向低电势
3.
想一想
两等势面一定不相交吗？请说明理由
一定不相交
假设两等势面相交
交点处会同时有两个电势值
反证法
B
B’
A
1.在等势面上移动电荷，静电力不做功
四、等势面
2.电场线和等势面垂直，且由高电势指向低电势
3.两等势面一定不相交
做一做
根据正点电荷的电场线分布情况，画出等势面
相邻等势面间的电势差相等
等差等势面
等差等势面越密集，电场强度越大
等高线
等势线
等高线
小结
1.电势差
2.电势差与零势能面，零电势无关
3.等势面：电场中电势相等的面
等差等势面越密集，电场强度越大
4.物理观念—能量观念
电势能
静电力做功
电势
电势差
WAB = EPA - EPB
相对性
绝对性
5.科学思维—类比思想
1.重力做功
静电力做功
2.高度差和电势差
3.等高线和等势线（面）
五、等势面的应用
1.可以判断电势高低和差别
2.可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况
3.可以大致绘出电场线分布情况
4.等差等势面疏密，可以定性确定电场强弱
A
B
五、几种常见电场的等势面的特点
孤立点电荷的电场的等势面是一系列的点电荷为圆心的同心圆
1. 两电荷连线上：
2. 中垂面无限大，与无穷远处等势，故中垂面上电势处处相等，若无穷远处电势为0，则中垂面上电势为0
O
P
Q
E
F
O
P
Q
E
F
1. 两电荷连线上：对称的两点电势相等，电场强度大小相等
2. 两电荷中垂线上：对称的两点电势相等，电场强度大小相等
O点电势最大
O点电势最小
练习1.
BD
练习2.
对于电场中两点A、B,下列对的是
A. 电势差的定义式是 ，说明两点间的电势差U与电场力做功W成正比，与移动电荷的电量q成反比
B. A、B两点电势差等于将正电荷从A点移到B点静电力做的功
C. 将1C电荷从A 点移到B点，电场力做1J的功，两点电势差为1V
D. 若电荷由A点移到B点的过程，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力做的功
C
练习3.
如图，甲图中虚线是点电荷产生电场的等势面，乙图是匀强电场，电场中各有a、b两点，则
A. 甲图中两点的场强电势相同
B. 乙图中两点的场强电势相同
C. 甲图中，带电粒子在两点间
移动，电场力不做功
D. 乙图中，带电粒子在两点间
移动，电场力不做功
C
小强在学习了《静电场》一章后，来到实验室研究如图所示的电场，实线和虚线分别表示该电场的电场线和等势线，若 a、b 两点所处的等势线电势为0，相邻等势线间的电势差为2V，则（ ）
A. a处电场强度等于b处电场强度
B. c、b两点间的电势差大于c、a 两
点间的电势差
C. 电子在c处具有的电势能为20eV
D. 若将一电子在d处由静止释放，则运动
至c点对应等势线时，具有的动能为2eV
练习4.
D
电场中由a、b两点，已知 ，
将电荷量为 的点电荷从a点移到b点时，
求静电力做的功Wab
练习5.
如图的电场中，将2C的正电荷分别由A、C两点移动到B点时，电场力所做的功分别是30J、-6J，
（1）若取B点为零电势点，求A、C两点电势φA，φC 及AC间的电势差UAC ．
（2）若取A点为零电势点，求B、C两点电势φB，φC及AC间电势差UAC
练习6.