2 电势差（20张ppt)

(共20张PPT)
1 电势差
第十章 静电场中的能量
新课引入
插入视频《电势差》。
一、电势差
复习回顾
电势能
电势
=
=
W电 = EPA-EPB
1.定义：在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差，电势差也叫作电压。
3.单位： 伏特(V)
1V=1J/C
4.是标量：
正负代表一点比另一点电势高或低。
UAB =φA-φB
2.定义式:
注: UAB大于0，说明A点电势大于B点，反之小于B点。
一、电势差
电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q，叫做 A、B两点间的电势差。
5.比值定义法:
一、电势差
=-
WAB跟路径无关，UAB也是跟路径无关；且跟WAB 和q都无关，只是由电场本身和两点位置有关。
5.决定因素:
6.电场力做功：
WAB=UABq
注意：计算时将UAB和q的正负号代入。电场力做功只与两点间的电势差和电荷量有关，与路径无关。
一、电势差
对电势差的理解
高度是特殊的高度差
电势是特殊的电势差
高度差hAB =hA-hB
hA = hAO = hA - hO
hA=hAO =WAO/G
电势差UAB =φA-φB
φA =UAO= φA - φO
φA=UAO = WAO/q
一般取地面或最低点为参考点
一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点
一、电势差
想一想
1.高度差、高度与零高度点的选择有关吗？
2.电势差、电势与零电势点的选择有关吗？
结论：电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关，而电势差和高度差与参考点的选择无关。
一、电势差
二、等势面
1.等势面：
电场中电势相同的点所构成的面。
通常相邻等势面之间的电势差相等。(称为等差等势面）
2.典型电场的等势面
不同电场的等势面特点是不一样。
点电荷电场的等势面
带电导体周围电场的等势面
插入图片《点电荷电场的等势面》。
插入图片《带电导体周围电场的等势面》。
二、等势面
等量点电荷电场的等势面
插入图片《等量点电荷电场的等势面》。
二、等势面
匀强电场的等势面
插入图片《匀强电场的等势面》。
二、等势面
3.等势面的特点
（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功。
（2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
（3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏。
（4）不同等势面在空间不相交、不相切。
（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为一个等势面，匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面。
二、等势面
项目 重 力 场 电 场
定义
场强 （矢量）
场力
势 （标量）
势差 （标量）
地球附近的引力场
存在于电荷周围的场
重力场强度g=G/m， 方向：竖直向下
电场强度E=F/q ，方向：正电荷在该点所受电场力方向
重力G=mg
电场力F=qE
高度差hAB= hA – hB，与参考点选取无关
电势差UAB=φA- φB，与参考点选择无关
三、重力场和电场的比较
高度h与参考点的选取有关，具有相对性
电势φ与参考点的选取有关，具有相对性
项目 重 力 场 电 场
势能 （标量）
做功特点
场力做功与势能变化的关系
重力势能EP=mgh，与参考平面选取有关
电势能ε=qφ，与参考平面选取有关
力做正功，重力势能减少；力做负功，重力势能增加WAB=EPA-EPB
力做正功，电势能减少；力做负功，电势能增加。WAB= EA- EB
WAB=mghAB 只与始、末位置有关，与路径无关
WAB=qUAB 只与始、末位置有关，与路径无关
三、重力场和电场的比较
例1.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、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？
（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？
（4）根据以上结果，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。
典题剖析
解 （1）电荷从A点移动到B点，静电力做正功，所以A点电势比B点电势高。电荷从B点移动到C点，静电力做负功，所以C点电势比B 点电势高。但C、B之间电势差的绝对值比A、B 之间电势差的绝对值大，所以C点电势最高，A点电势次之，B点电势最低。
（2）根据静电力做的功与电势差的关系，A、B 间和B、C间的电势差为
典题剖析
所以A、C 间的电势差为：
（3） 电荷量q′＝-1.5×10-9C的点电荷，从A点移动到C点时，静电力做的功为
WAC＝q′UAC
＝（-1.5×10-9）×（-120）J ＝ 1.8×10-7J
（4） 电场分布示意图和A、 B、C 三点可能的位置如图所示。
典题剖析
例2.下列关于电场的描述，正确的是（ ）
A、电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关
B、电场中两点间的电势差与零电势点的选取有关
C、同一点电荷在电场中的不同点时，电荷的电势能较大处电势一定较高
D、同一点电荷在电场中任两点间移动时，若电场力做功相同，则两点间的电势差相同
√
√
AD
典题剖析
课堂小结