(共19张PPT)
第一章
静电场
第五节
电势差
新课标高中物理选修3－1
1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关.
2．掌握两点间电势差的表达公式，知道两点之间电势差的
正负号与这两点的电势高低之间的对应关系.
3．知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算.
学习目标
复习回顾：
1、电场力做功的特点是什么？
静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。
2、电场力做功和电势能的关系如何？
电场力做正功，电势能就减少
电场力做负功，电势能就增加
WAB
=
EPA-EPB
静电力做功等于电势能的减少量
3、电势能和电势的关系如何？
电势能是相对量，与零势能点的选择有关。
电势能的变化量——电势能差
绝对量
电势
是相对量，与零电势点的选择有关。
4、电势高低的判断？
沿着电场线的方向，电势逐渐降低
逆着电场线的方向，电势逐渐升高
复习回顾：
5、等势面的特点：
在同一等势面上移动电荷，静电力不做功
6、等势面与电场线、电场强度的关系
等势面⊥电场线
各点电势相同
电场线跟等势面垂直
由高等势面指向低等势面
等势面⊥电场强度
复习回顾：
学习电势是否有意义？
电势是一个相对量，是相对于零电势点而言的！脱离了零电势，某点电势就毫无意义！！
那么，有没有一个物理量有绝对意义呢？
电势差
引入新课：
在重力场中，当选取的势能零点不同时，对各点高度的描述也会不同，但是高度差不会随着势能零点的改变而改变。
同理，在电场中，各点电势也会随电势零点的改变而改变，
A
B
C
D
0V
1V
2V
3V
0V
1V
2V
-1V
因此，电势的差值往往比电势更重要。
但两点间的电势的差值却保持不变。
1、电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。
则有
或者
显然
电场中A点的电势为
，B点的电势为
2、设电场中A、B两点的电势为UAB
一、电势差（U）
3、电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。
例1、如图，如果B板接地（取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0）A板的电势为8V，M点的电势为6V，N点的电势为2V.则：
+
+
+
+
+
M
N
A
B
E
（1）M、N两点间的电势差UMN是多少伏？
N、M两点间的电势差UMN又是多少伏？
(2)如果是改为A板接地，B板的电势是多大？
M、N两点的电势各为多大？此时，
M、N两点间的电势差UMN又是多少伏？
解析
+
+
+
+
+
M
N
A
B
E
解析
当A板接地时，B板的电势为-8V
ΦM=-2V
ΦN=-6V
UMN=4V
例1、如图，如果B板接地（取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0）A板的电势为8V，M点的电势为6V，N点的电势为2V.则：
（1）M、N两点间的电势差UMN是多少伏？
N、M两点间的电势差UMN又是多少伏？
(2)如果是改为A板接地，B板的电势是多大？
M、N两点的电势各为多大？此时，
M、N两点间的电势差UMN又是多少伏？
；
即
或
电荷q从电场中A点移到B点，
A
B
二、电场力做功与电势差的关系
例2、在匀强电场中把2.0×10－9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功
1.5
×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）比较A、B、C三点的电势高低；
（2）计算A、B间，
B、C间，
A、C间的电势差；
（3）计算把－1.5×10－9C的电荷从A点移到C点静电力做功；
（4）根据以上结果，画出该匀强电场中的电场线和等势面，标出A、B、C三点可能的位置。
例2、在匀强电场中把2.0×10－9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功
1.5
×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）比较A、B、C三点的电势高低；
（2）计算A、B间，
B、C间，
A、C间的电势差；
（3）计算把－1.5×10－9C的电荷从A点移到C点静电力做功；
（4）根据以上结果，画出该匀强电场中的电场线和等势面，标出A、B、C三点可能的位置。
例2、在匀强电场中把2.0×10－9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功
1.5
×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）比较A、B、C三点的电势高低；
（2）计算A、B间，
B、C间，
A、C间的电势差；
（3）计算把－1.5×10－9C的电荷从A点移到C点静电力做功；
（4）根据以上结果，画出该匀强电场中的电场线和等势面，标出A、B、C三点可能的位置。
1、如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20
V，将点电荷q=
-2×10-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少？
解：电场力所做的功WAB=UAB·q=20×（－2×10-9）
=
-4.0×10-8J
2、在如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？?
解：由静电力做功与电势差的关系得
高度、高度差
电势是相对的、电势差是绝对的
类比
电势、电势差
电势差
标量，正负表示初末位置电势高低关系
静电力做功与电势差的关系
课堂小结
谢谢观看!(共17张PPT)
第一章
静电场
第五节
电势差
新课标高中物理选修3－1
一、理解电势差的概念
二、掌握电场力做功与电势差的关系，会用WAB＝qUAB解决有关问题
三、知道电势差和电势、等势面的关系
学习目标
下图是高压电器设备的放电现象，你想探究什么是“电压”吗？
1．电场中两点间的电势的差值叫做
，也叫
．它与电势零点的选取
．
2．电场中A点电势记为φA，B点的电势记为φB，则A、B间的电势差表示成UAB＝
或UBA＝
.
3．电场力做的功和电势差的关系式：
，应用时要注意各物理量的正负．若q为负，UAB为负，则静电力做的功为
值；若q为负，UAB为正，则静电力做的功为
值．
电势差
电压
无关
φA－φB
φB－φA
WAB＝qUAB
负
正
自主探究
一、电势差
(1)定义：电场中两点间电势的差值．
(2)表达式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA.
(3)电势差是标量，但有正负(φA>φB，UAB>0，φA<φB，UAB<0)．
(4)单位：V(伏)．
探究小结一
特别提醒：电场中两点的电势差，由电场本身的初末位置决定．在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值．
例1、在下图中，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10
V、6
V和－2
V，则UAB＝________，UBC＝________，UCA＝________.
由图可知，A、B处在同一个等势面上，则有φA=φB,故UAB=0
BC间的电势差为
UBC=10-（-2）=12V
CA间的电势差为
UCA=（-2）-10=-12V
0
12
-12
(3)电势、电势能的大小与零参考点的选取有关，是相对的，而电势差的大小与零参考点无关.
请你探究电场强度、电势差、电势和电势能几个概念的异同点？
自主探究
(1)电场强度、电势都是由电场本身决定的，与是否放入电荷无关；而电势能是由电场和电荷共同决定的．
(2)电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，也是反映电场力的性质的物理量；而电势和电势能是反映电场能的性质的物理量．
(1)WAB＝EPA－EPB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)
即WAB＝qUAB或UAB＝
探究小结二
二、电势差与静电力做功的关系
(2)说明：
①由UAB＝WAB/q可以看出，UAB在数值上等于单位正电荷由A移到B点时电场力所做的功WAB
②公式WAB＝qUAB适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差．
例2、图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置．其电势能变为－8eV时，它的动能应为
( )
A．8eV
B．13eV
C．20eV
D．34eV
解析：由图可判断b点电势高于a点电势，设各等势面间电势差为U，则由动能定理
－3qU＝Ekb-Eka=5eV–26eV
解得qU＝7eV
所以，点电荷在等势面3上能量为
E=7eV＋5eV＝12eV
则当电势能为－8eV时，由能量守恒得:动能为E－(－8)eV＝20eV.
C
例3、如图所示，a、b、c表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为
一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速度为______________
解析：设粒子经过等势面c时的速度为v′,由动能定理得
代入数据解之得：v′=1.5v
1.5v
例4、如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好变为零，若此电荷在A点处的加速度大小为3/4g，试求(1)此电荷在B点处的加速度．
(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)．
解析：(1)由题意可知，这一电荷必为正电荷，设其电量为q，由牛顿第二定律
在A点时
在B点时
解之得：aB=3g方向向上
(2)从A到B过程，由动能定理mg(h－0.25h)＋qUAB＝0
例4、如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好变为零，若此电荷在A点处的加速度大小为3/4g，试求(1)此电荷在B点处的加速度．
(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)．
例5、如图所示，质量为m，带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB＝2v0，方向与电场的方向一致．则：
(1)小球沿竖直方向做什么运动？B点竖直高度h为多大？
(2)A、B两点间电势差为多大？
解析：(1)因为竖直方向只受重力作用，所以小球在竖直方向做匀减速直线运动．
在竖直方向上
例5、如图所示，质量为m，带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB＝2v0，方向与电场的方向一致．则：
(1)小球沿竖直方向做什么运动？B点竖直高度h为多大？
(2)A、B两点间电势差为多大？
(2)由动能定理：
练习1、在静电场中有a、b、c三点，有一个电荷q1＝3×10－8C，自a移到b，电场力做功3×10－6J.另有一个电荷q2＝－1×10－8C，自a移到c，电场力做功3×10－6J，则a、b、c三点的电势由高到低的顺序是________，b、c两点间的电势差Ubc为________V.
φc>φa>φb
400
练习2、闪电是云层与云层或云层与高大建筑物间放电所致，在放电过程中将释放大量能量.1970年春季的一个雷雨交加的上午，湖北古城黄州的青云塔顶尖被雷击为两截，据有关专家估算雷击时释放能量约为3.2×106J，假若从云层移向塔顶的电量为32C，则云层与塔顶间电势差为________V，相当于释放电子________个．
1×105
2×1020
谢谢观看!
