1.5电势 电势差 课件 (共20张PPT) 高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

(共20张PPT)
电势 电势差
问题一
地球
A
B
h
E
A
B
重力势能
Ep＝mgh＝m×gh，可以理解为：m是物体的属性，由物体决定；gh是重力场的属性，由重力场决定。因此，表达式Ep＝mgh体现了重力势能属于物体和重力场系统共有的特性。
电荷的电势能也属于电荷与静电场共有，那么，能否把电势能也表示成“Ep＝q×？”的形式，q是电荷的属性，“？”表示静电场的属性。
“？”既然是静电场的属性，它应该是描述电场性质的一个物理量。
分析结论：
电势能与电荷量的比值由电场某点位置决定，从能量的角度描述了静电场中该位置的性质。
物理学中把电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比，定义为该点的电势。
一、电势
1.电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷
量的比值定义为该点的电势。用符号 表示。
2.定义公式： =Ep / q
3.国际单位：伏（V）（1V=1J/C）
例1 将电荷﹣q从A点移到B点，求：
（1）静电力做什么功？做了多少功？
（2）电势能怎样变化？变化了多少？
（3）电势怎样变化？变化了多少？
（4）若取A点电势能为零，B点的电势能是多少？A点、B点电势分别是多少？
4.电势是标量，没有方向，有正、负。
5.电势的物理意义：电场中某点的电势等于单位
正电荷在该点所具有的电势能。
6.电势具有相对性。
二、电势差
1．电势差：电场中两点间电势的差值。UAB= A- B
2. 单位：伏特，简称伏。
3. 标量，没有方向，有正负。
问题二：
在电场中，把电荷量为q的点电荷从A点移到B点，试推导出电场力做功与电势差的关系。
WAB＝EpA－EpB=q（ A－ B）＝qUAB
UAB＝WAB/q
4．UAB=WAB/q
5．电场力做的功
WAB= EpA－EpB =q( A － B) =qUAB
问题三：
重力做功和电场力做功类似，那么，类似的“重力势”“重力势差”对应的什么？
φ重力=gh，其中h是高度，即该点在重力场中的位置，而g是重力加速度，即“重力场强度”。 Δ（gh）= ghA－ghB，即为“重力势差”。
例2 （1）在静电场中，规定C点电势为零， A＝3V， B＝1V。则A、B两点的电势差UAB＝ A－ B＝ ，B、A两点的电势差UBA＝ B－ A＝ 。
（2）若规定B点电势为零，则 A＝ ， B＝ ，UAB＝ A－ B＝ ，UBA＝ B－ A＝ 。
结论：电势的高低与零电势位置有关，电势的差值与零电势位置无关，UAB＝﹣UBA。
问题四：
电势和电势差都是标量，那么，它们的正负有什么含义？
三、电势和电势差的正负
1.电势和电势差都是标量，电势的正负是与零电势相比较而言的，A、B两点间的电势差如果为正，则表示A点电势高于B点。
2.电场中两点的电势高低与检验电荷正负无关。
3.比较两点电势高低方法：沿电场线方向，电势逐
渐降低。
例3 如图所示为某电场中的一条电场线，在电场线上有A、B两点。
（1）将﹢q从A→B：WAB 0，EpA＿EpB， A＿ B；
（2）将﹣q从A→B：WAB 0，EpA＿EpB， A＿ B。
例4 在电场中把q＝2.0×10-9C的电荷从A点移到B点，电场力做了1.0×10-7J的正功，再把该电荷从B点移到C点，电场力做了4.0×10-7J的负功。
（1）求AB间、BC间和AC间的电势差；
（2）若选C为零电势点，求A点和B点的电势；
（3）比较电荷q在A、B、C三点的电势能大小。
问题五：
用电场线能够形象地描述电场中电场强度的大小和方向，电场中各点的电势是否也可以有类似的方法形象地描述呢？
四、等势面
1．等势面：电场中电势相同的各点构成的面。
2．等势面特点：
（1）在同一等势面上任意两点间移动电荷时静电力做功为零。
（2）等势面与电场线垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
（3）两个等势面不会相交。
（4）等势面较密集的地方场强大，较稀疏的地方场强小。
3.典型电场的等势面
本节课通过类比电场强度和重力势能概念的建立过程，建立电势的概念。理解电势的物理意义，会用等势面描述静电场的电势，会比较两点的电势高低；理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选取无关，会计算两点之间的电势差，会利用电势差计算电场力做功。
小结