10.2 电势差—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册课件

10.2 电势差 第十章 静电场中的能量 1图；2文 1 教学目标 1.理解电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关 2.掌握电势差的表达式,知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系 3.知道什么是等势面,并能理解等势面的特点 4.会用UAB=φA-φB及UAB=进行有关计算 引入 用不同的位置作为测量高度的起点，同一地方的高度的数值就不相同,但两个地方的高度差却保持不变 选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变,但电场中某两点间的电势的差值却保持不变 电势的差值往往比电势更重要 电势差 定义： 电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压.  公式： 单位： 电势差是标量 电势差可以是正值，也可以是负值 伏特，V  注意： 电势差与电势能的关系 A B 电荷q在电场中从A点移动到B点时,静电力做的功等于电荷在A,B两点的电势能之差 电场中两点的电势差 静电力做的功 电势差与电势 (1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差也有确定值 (2)讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA (3)电势差为标量,有正、负之分,电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低 (4)电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关 电势差与电势 　　概念 比较内容　　　 电势φ 电势差U 区别 定义 电势能与电荷量的比值φ= 静电力做功与电荷量的比值U= 决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和电场内两点位置决定 相对性 有,与零电势点的选取有关 无,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 均是描述电场能的性质的物理量 电势差与电势 例1有一个带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做6×10-4 J的功,从B点移到C点,静电力对电荷做9×10-4 J的功,问: (1)AB、BC、CA间电势差各为多少? (2)如以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? 电势差与电势 解析:(1)解法一:先求电势差的绝对值,再判断正、负 |UAB|= V=200 V, 因负电荷从A移到B克服静电力做功,必是从高电势点移到低电势点, 即φA>φB,UAB=200 V。|UBC|= V=300 V, 因负电荷从B移到C静电力做正功,必是从低电势点移到高电势点, 即φB<φC,UBC=-300 V。UCA=UCB+UBA=-UBC+(-UAB)=300 V-200 V=100 V 电势差与电势 解法二:直接代入数据求。 电荷由A移向B克服静电力做功即静电力做负功, WAB=-6×10-4 J,UAB= V=200 V，UBC= V=-300 V UCA=UCB+UBA=-UBC+(-UAB)=300 V-200 V=100 V。 (2)若φB=0,由UAB=φA-φB,得φA=UAB=200 V。 由UBC=φB-φC,得φC=φB-UBC=0-(-300)V=300 V。 电荷在A点的电势能 EpA=qφA=-3×10-6×200 J=-6×10-4 J。 电荷在C点的电势能 EpC=qφC=-3×10-6×300 J=-9×10-4 J。 电势差与电势 例2 在电场中A、B两点间的电势差UAB=75 V,B、C两点间的电势差UBC=-200 V,则A、B、C三点的电势高低关系为(　　) A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA 解析:UAB=75 V,φA-φB=75 V,φA=φB+75 V;UBC=-200 V,φB-φC=-200 V,φC=φB+200 V;φC>φA>φB C 等势面 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面  在同一等势面上移动电荷时，静电力做功有什么特点？ 在同一个等势面上，任何两点间的电势都相等 所以在同一等势面上移动电荷时静电力不做功 等势面与电场线有什么关系？ 沿着电场线的方向，电势越来越低 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 等势面的特点 (1)在等势面上移动电荷时,静电力不做功 (2)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 (3)若相邻等势面电势差相等,等势面密的地方,电场强度较大;等势面疏的地方,电场强度较小 (4)任意两个等势面都不相交 (5)处于静电平衡状态的导体表面是等势面 等势面 例3 位于A、