物理人教版（2019）必修第三册10.2电势差 课件（共31张ppt）

(共31张PPT)
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
第十单元
第一节
电势和电势能
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
电势差
壹
等势面
贰
目录
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
电
势
差
壹
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
A
B
mg
hA
hB
hAB
在地理位置中的A、B两点
2.选取不同的参考平面，从A到B重力做的功是否相等？
1.分别选取地面和B所在的平面为参考平面，A、B两点的高度差是否改变？
3.影响重力做功多少的是A、B两点距离参考平面的高度呢？还是A、B两点之间高度的差值呢？
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功多少的因素，是A点或B点的电势呢？还是A、B两点之间电势的差值呢？
A
B
F
E
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
+
F
E
A
B
在电场中两点间
？
？
？
0
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
2.单位：伏特 V
2.电势差的正负表示两点电势高低
1.讲到电势差必须明确是哪两点的电势差
【注意事项】：
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
+
A
B
E
F
+
静电力做功与电势差的关系
电荷 q 从电场中 A 点移到 B 点，电场力所做的功？
+q
WAB = EPA - EPB
= qφA - qφB
= q ( φA - φB )
WAB = qUAB
两点的电势差（ V ）
只能是电场力做的功（ J ）
试探电荷电荷量（ C ）
适用于任何电场
比值定义式
各个量均要带正负计算
电势差是表征电场能的性质的物理量。在数值上A、B两点间的电势差等于单位正电荷由A点移动到B点时电场力做的功。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
3.类比电场强度的定义式，你觉得UAB可能有什么物理意义？
把单位正电荷从A搬运到B电场力所做的功。
表示电场的做功本领。
与电场本身和位置选取有关，与WAB、q无关
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
　　概念 比较　　　 内容　　　 电势φ 电势差U
区 别 定义 电势能与电荷量比值φ＝ 电场力做功与电荷量比值U＝
决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定
相对性 与零电势点的选取有关 与零电势点的选取无关
联系 数值关系 UAB＝φA－φB；当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特(V)，常用单位还有kV、mV等 标矢性 都是标量，但均具有正负 物理意义 均是描述电场的能的性质的物理量 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
等
势
面
贰
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
在地图中，常用等高线来表示地势的高低。 与此相似，在电场的图示中，常用等势面来表示电势的高 低。我们把在电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面 (equipotential surface) 。与电场线的功能相似，等势面也是 用来形象地描绘电场的。等势面与电场线有什么关系呢
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
A
在此面上移动电荷时
B
B′
W =0
E
B
B′
B
B′
又 W =qU
此面上各点间电势相等
U=0V
在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
1、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫等势面
2、等势面的特点：
（3）电场线与等势面处处垂直（即跟电场强度方向垂直）。
（4）任意两个等势面在空间不能相交、不相切
（6）同一副图中一定是等差等势面（两相邻等势面间的电势差相等），否则无意义。同一电场中，等差等势面的疏密反映了电场的强弱，等势面越密的地方，电场线也越密，电场强度E越大；反之则弱。
（2）在同一等势面的任意两点间移动电荷，电场力不做功。
（5）电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。
（1）同一等势面上，任何两点的电势都相等
（7）势面是虚拟的，是为描述电场的性质而假想的面。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
深井的等高线
孤立负点电荷等差等势面
B
A
C
φ降低
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
（1） 以点电荷为球心的同心球面，与电场线处处垂直，越向外越稀疏。
孤立正/负点电荷等势面特点：
（2） 越靠近球心等势面越密，场强越强
（3） 以无穷远为零电势点，正电荷周围电势都为正值，越靠近正电荷电势越高；
负电荷周围电势都为负值，越靠近负电荷电势越低，
1.沿正电荷到负电荷连线等势面的电势降低，中间连线上O点处电势为0
等量异种电荷等势面特点：
2.中垂线两侧等势面形状对称，靠近正电荷一侧电势都为正值，靠近负电荷一侧电势都为负值，中垂线电势都为0
等量同种正电荷等势面特点：
1.沿两正电荷连线等势面的电势先降低后升高，连线中点电势最低,不为0；
2.沿连线中垂面上中点电势最高，向两侧电势降低
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
等量异种电荷等差等势面
A
o
B
C
D
φ降低
高峰与深井的等高线
特点：不规则球面，处于静电平衡的导体是一个等势体，表面是一个等势面。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
等势面的应用
（1）由等势面可以判断电场中各点电势的高低。
（2）由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。
即：WAB=EPA-EPB=q(φ A —φ B)
（3）由等势面可以判断电荷在电场中各点电势能大小的情况
（4）由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场的大体分布。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
典型例题
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
例1.如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为0，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－27.2 eV、－6.8 eV、－3.02 eV，由于某种因素(如加热或光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动。已知1 eV＝1.6×10－19 J。求：
(1)a、b、c三点的电势大小；(2)a、b间，b、c间电势差的大小。解析：(1)电子的带电荷量q＝－1.6×10－19 C，据电势的定义φ＝q(Ep)，得φa＝q(Epa)＝－1.6×10－19 C(－27.2 eV)＝27.2 V。同理，φb＝6.8 V，φc＝3.02 V。(2)Uab＝φa－φb＝(27.2－6.8)V＝20.4 V，Ubc＝φb－φc＝(6.8－3.02)V＝3.78 V。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
例2.(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点相对于A点的电势差，即UAB＝φB－φAB．UAB和UBA是不同的，它们有关系UAB＝－UBAC．φA、φB都可以有正、负，所以电势是矢量D．电势零点的规定是任意的，但人们通常规定大地或无穷远处为电势零点解析：选BD。UAB表示A点相对于B点的电势差，UAB＝φA－φB，A错；UBA表示B点相对于A点的电势差，UBA＝φB－φA，故UAB＝－UBA，B对；电势是标量，正负号是相对于零电势点而言的，正号表示高于零电势点，负号表示低于零电势点，C错；零电势点理论上是可以任意选取的，但通常取无穷远处或大地为零电势点，D对。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
例3.某电场的等势面如图所示，A、B、C是等势面上的三点，下列说法正确的是(　　)
A.负点电荷在A点受到的电场力小于在C点受到的电场力B.将正点电荷从A点移到C点，电场力做负功C.负点电荷在A点的电势能小于在B点的电势能D.正点电荷在B点的电势能大于在C点的电势能解析:选D。由图可知，相邻两等势面电势的差值相等，等势面的疏密反映了电场强度的大小，故A点的电场强度大于C点的电场强度，根据F＝qE知负点电荷在A点受到的电场力大于在C点受到的电场力，A错误；将正点电荷从A点移到C点，电势降低，正点电荷电势能减小，电场力做正功，B错误；A、B在同一等势面上，负点电荷在A、B两点的电势能相等，C错误；B点电势大于C点电势，正点电荷在B点的电势能大于在C点的电势能，D正确。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
例4.(多选)一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，其中φa<φb<φc<φd，若不计粒子受的重力，可以确定(　　)
A.该粒子带正电B.该粒子带负电C.从J到K粒子的电势能增加D.粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变解析：选BD。由运动轨迹可知电场力方向向右，由电势的高低可知电场线方向向左，则粒子电性为负，故A错误，B正确；由J到K电场力做正功，则动能增加，电势能减小，由于不计重力，根据能量守恒定律知：动能与电势能之和不变，故C错误，D正确。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
例5.(多选)如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为＋Q。图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的等势线。有两个一价离子M、N(不计重力，也不计它们之间的电场力)先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置。下列说法正确的是(　　)
A.M是正离子，N是负离子B.M在P点的速率大于N在q点的速率C.M在b点的速率大于N在c点的速率D.M从p点运动到b点的过程中电势能的变化量小于N从a点运动到q点的过程中电势能的变化量
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
解析：选BD。由题图可知，离子N受到斥力作用，离子M受到引力作用，由于Q带正电，因此M是负离子，N是正离子，A错误；M离子从a点运动到p点的过程中电场力做正功，动能增加，N离子从a点运动到q点的过程中电场力做负功，动能减小，所以M在p点的速率大于N在q点的速率，B正确；由于a、b、c三点在同一等势面上，故M离子在从a向b运动的过程中电场力所做的总功为0，N离子从a向c运动的过程中电场力所做的总功为0，由于两离子以相同的速率从a点飞入电场，故两离子分别经过b、c两点时速率一定相等，C错误；根据正点电荷的等势面分布特点可知，φa＝φb，φp<φq，因此φp－φb<φq－φa，又M、N离子所带电荷量的大小相等，所以M离子从p点运动到b点的过程中电势能的变化量小于N离子从a点运动到q点的过程中电势能的变化量，D正确。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
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