10.2 电势差 (共22张PPT) 课件 2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第三册

(共22张PPT)
第十章 静电场中的能量
第2节 电势差
在高压电线杆上通常可以看到“高压危险”的警示牌，新闻也时常播报一些由于高压造成的伤人事件，人体所能承受的最大安全电压为36V，可户外的高压线电压高达几万甚至几十万伏，奇怪的是，落在高压线上的小鸟却安然无恙，你知道是为什么吗？
生活思考：
1. 了解电势差的含义；掌握两点间电势差的表达式，知道电势差的正负表示两点间电势的高低关系。
2.会推导静电力做功跟电势差的关系式，会应用UAB=进行相关计算。
3.理解等势面的概念，会画常见电场的等势面，知道电场线一定垂直于等势面。
01 电势差
+
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
3.电势差也叫电压
4.电势差是标量，但有正负
UAB= A－ B
UAB＞0
UAB＜0
A＞ B
A＜ B
（1）描述电势差时，必须指明是哪两点的电势差。如UAB或UBA。
（2）电势差与零电势点的选取无关。
（3）电场中两点间的电势差，由电场本身的性质及初、末位置决定。
（4）电势差的正负不表示方向，表示电场中两点电势的相对高低。
5.对电势差的理解
（5）推论：
6.静电力做功与电势差的关系
A
B
F
E
电荷q从电场中A点移到B点，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。
WAB=－ Ep
＝EpA－EpB
＝q A－q B
＝q( A－ B)
＝qUAB
UAB=
适用于恒力和变力做功
电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值
正电荷从A移动到B，静电力做正功，所以A点的电势比B点的高。电荷从B移动到C，静电力做负功，所以C点的电势比B点的高。但C、B间的电势差的绝对值比A、B间的电势差的绝对值大，所以C点电势最高，A点次之，B点电势最低。
例：在电场中把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。
（1）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？
例：在电场中把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。
（2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？
解析：A、B之间的电势差UAB==80V；
A点电势比B点电势高80V
B、C之间的电势差UBC==-200V；
C点电势比B点电势高200V
A、C之间的电势差UAC=UAB+UBC=80V-200V=-120V
例：在电场中把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。
（3）把-1.5×10-9 C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？
解析：AC间的电势差UAC=UAB+UBC=80V-200V=-120V
电荷q'= -1.5×10-9 C从A移到C，静电力做功为WAC=q'UAC=1.8×10-7J
即静电力做正功1.8×10-7J
例：在电场中把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。
（4）根据以上所得结果，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。
B
A
C
E
“可能”说明还有其他位置符合要求，这些位置在哪里呢？
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做等势面。
02 等势面
1.匀强电场的等差等势面（线）
2.正点电荷的等差等势面（线）
两簇对称曲面，连线中垂面是一个等势面，上面的电势为零。
3.等量异种点电荷电场中的等势面：
两簇对称曲面，连线上中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高。
4.等量同种点电荷电场中的等势面：
5.等势面的特点：
（2）电场线跟等势面垂直，且由高电势指向低电势。
（1）在等势面上移动电荷时，静电力不做功。
（3）两等势面一定不相交。
（4）两个相邻等势面间的电势差是相等的，这样的等势面叫做等差等势面。
（5）等差等势面密的地方场强大，等差等势面稀疏的地方场强小。
小鸟的身体和脚都在同一电势下，与电线上的电势相同，所以不存在电势差，也就不会有电流流过小鸟的身体
解释：为什么小鸟站在高压电线上不会触电。
1.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.电场中两点间的电势差大小与零电势点的选取有关
B.UAB和UBA是不同的,它们之间的关系为:UAB=-UBA
C.φ有正负,所以电势是矢量
D.若φB=0,则φA=UAB
BD
2.（多选）关于等势面，正确的说法是（ 　）
A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功
B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面一定跟电场线垂直
D．两等势面不能相交
CD
3.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点。则 ( )
A．P、Q两点处的电荷等量同种
B．a点和b点的电场强度相同
C．c点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a到c，电势能减少
D
4.有一带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功6×10-4 J,从B点移到C点时,静电力做功9×10-4 J。问:
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少
(2)如果B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少 电荷在A、C两点的电势能各为多少
(3)若规定A点电势为零,则B、C两点的电势各为多少 电荷在B、C两点的电势能各为多少
答案 (1)200 V -300 V 100 V (2)200 V 300 V -6×10-4 J -9×10-4 J
(3) -200 V 100 V 6×10-4 J -3×10-4 J
1.定义：在电场中，两点之间电势的差值叫做电势差，也叫电压。
2.单位：伏特（V）
3.电势差是标量，它的正负表示：两点电势的高低。
4.静电力做功与电势差的关系：UAB=
电势差
等势面
1.定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。
2.几种常见的等势面
3.等势面的特点：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。