10.2 电势差 课件-2021-2022学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修三

10.2电势差 横县百合完全中学：韦衍虎 18276143537 问题导入 如果我们要从6楼走到8楼，影响我们做功多少的因素是这两层楼的高度差而不是楼的高度。 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可能是A点或B点的电势值呢?还是A、B两点之间电势的差值呢? 高度差 A. E + F B. 50m -10m 0m 50m 60m 10m 0m 50m 一、电势差 电场中两点间电势的差值叫电势差，也叫电压。 高度差不变 E 0V 6V 3V -3V 0V 12V 9V 3V 选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值会改变，但电场中某两点之间电势的差值却保持不变。 显然 单位：伏特 符号：V 设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB。 UAB=φA-φB UBA=φB-φA UAB=-UBA 电势差有正值也有负值 A B C D -1V 0V 1V 2V 例1： φA-φB=2V-1V=1V φB-φA=1V-2V=-1V UAB=________________ UBA=________________ UCD=____ UDC=____ 1V -1V 或 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。 A B 它把初末位置的电势差与静电力做功直接联系起来，而不再考虑静电力和粒子的轨迹。 课本例题： 在电场中，把点电荷2×10-9C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点移动到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？ （2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？ （3）把-1.5×10-9C的电荷从A点移动到C点，静电力做多少功？ （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。 解 （1）电荷从A移动到B，静电力做正功，所以A点电势比B点高。 B A C B 但B、C间静电力做功的绝对值比A、B间静电力做功的绝对值大，可以得出C点电势最高，A点次之，B点最低。 电荷从B移动到C，静电力做负功，所以C点电势比B点高。 （2）根据静电力做功与电势差的关系式，A、B间的电势差 A点电势比B点电势高75V 同理，B、C间的电势差 C点电势比B点电势高200V A、C间的电势差 （3）根据静电力做功与电势差的关系式式，电荷q´=-1.5×10-9C从A点移到C时，静电力做功为 即静电力做正功1.8×10-7J 在第（1）小题中我们已经知道，A点电势比C点低，而q是负电荷，它从电势低的位置向电势高的位置移动时，静电力做正功。所得结果正是这样。 （4）电场分布图和A、B、C三点可能的位置。 E C A B 例2：在某电场中，已知A、B两点之间的电势差UAB为20V，q为-2×10-9C的电荷由A点移动到B点，静电力做的功是多少? 电势能是增加还是减少，增加或者减少多少? 课堂练习 解： 根据静电力做功与电势差的关系式 WAB=qUAB =（-2×10-9）×20J =-4×10-8J 静电力做负功，电势能增加 ,增加了4×10-8J 如何形象的表示电场中电势的高低呢？ 在地图中常用等高线来表示地势的高低。 于此类似，电场中常用等势面来表示电势的高低。 二、等势面 电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。 ①在同一等势面上移动电荷时，静电力不做功。 A. E + F B. 假设这是一个等势面。一个电荷从A移动到B，的过程中静电力做功是多少？ 解：在同一个等势面上，任何两点的电势都相等即φA=φB 电势差UAB=φA-φB=0 WAB=qUAB=0 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。 A. E + F B. ②等势面始终一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。 概括： 几种常见的等势面 ①正点电荷的等势面 ②等量异种点电荷的等势面 ③等量同种点电荷的等势面 匀强电场等势面 地球 负电荷 m +q mg（重力） qE（电场力） 场方向 场方向 A B A B 思考与讨论 电势的高低跟重力场中位置的高低的含义有相似之处。 请讨论，它们有哪些不同。 AB之间距离称为高度差 AB之间差叫电势差 例3：如图，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移动到A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？ 解： （1）B 、A （2）负 （3）负、正 课堂练习 例4：如图所示为某电场中的等势面,则UAC=____________,UBC=________