10.2 电势差 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(共24张PPT)

(共24张PPT)
复习：电场力做功
第二节
《电势差》
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A
B
电势的差值往往比电势更重要。
1.定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。
一、电势差
①电势差是标量，可正，可负。正负表示两点电势的高低
②电势φ的数值与零电势点的选取有关，电势差U的数值与零电势点的选取无关。
③电势差UAB与q无关。
④电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关。
2.理解
②负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均为负值
3.以无穷远处电势为零，则：
①正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值
二、静电力做功与电势差的关系
(带符号计算)
例：在匀强电场中把电荷量为 2.0×10-9 C 的点电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做的功为 1.6 × 10-7 J。再把这个电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做的功为-4.0×10-7 J。 （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-1.5×10-9 C 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。
电场中，用等势面来表示电势的高低。
电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
三、等势面
1.电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
2.两个相邻的等势面间的电势差是相等的。
---等差等势面
等势面特点：
1.等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；
2.电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；
3.等差等势面越密的地方电场强度越大
几种典型电场的等势面：
1、点电荷电场中的等势面：
以点电荷为球心的一簇球面
2、等量异种点电荷电场中的等势面：
两簇对称曲面
3、等量同种点电荷电场中的等势面：
两簇对称曲面
5、匀强电场中的等势面：
4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面
垂直于电场线的一簇平面
练习1．如图10.2-4，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？
（1）B点，A点
（2）负功
（3）负，正
练习2. 某电场的等势面如图10.2-5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。
（1）0
（2）相等
练习3．如图10.2-6，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6 V、 2 V和2 V。试画出经过A点的一条电场线。
E
等差等势面越密的地方电场强度越大？
即电场线密的地方等势线也密，电场线
稀疏的地方等势线也稀疏？
A
B
四、电势差与电场强度的关系
匀强电场
两点沿电场方向的距离
1 V/m＝1 N/C
1.
正点电荷电场中一条电场线上A、B、C三点，AB=BC
2.若要 ，则dAB dBC
结论：1.非匀强电场
2.等势面密集的地方电场强度大，
电势变化快。
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例：如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04 m，有一个2×10-15 kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15 C，给两金属板加200 V直流电压。
（1）求带电粒子所受的静电力的大小。
（2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。
（3）如果两金属板距离增大为原来的2倍，其他条
件不变，则上述问题（1）（2）的答案又如何？
微观带电粒子如质子、电子、离子、α粒子等，重力忽略不计。
带电液滴、带电小球、带电尘埃等微粒，重力不能忽略。
练习4. 带有等量异种电荷、相距10 cm的平行板A和B之间有匀强电场，电场强度E为2×104 V/m，方向向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。
（1）C、D 两点哪点电势高？两点的电势差 UCD 等于多少？
（2）如果把B板接地，则C点和D点的电势φC和φD各是多少？如果把A板接地，则φC和φD各是多少？在这两种情况中，UCD 相同吗？
（3）一个电子从C点移动到D点，静电力做多少功？如果使电子从C点先移到 P点，再移到D点，静电力做的功是否会发生变化？
（1）D点，-1000V
（2）600V、1600V; -1400V、-400V, 相同
（3）1.6×10-16J，不变