10.2电势差 课件—2021-2022学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册

§10. 2 电势差 1 （1）静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的_________ 有关，与电荷移动 无关，即电场力做功与重力做功有着相同的特点。因此电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做__________。 （2）电场力做功与电势能变化的关系：电场力做 时，电荷的电势能 ；电场力做 时，电荷的电势能 。电场力做功的多少等于 ______________ 。写出电荷从电场中的A点移到B点的过程中，静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式___________________。 起始位置和终止位置 路径 电势能 减少 增加 电势能的减少量 知识回顾 正功 负功 （3）电势能：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到_________位置时所做得功。通常把_____________的电势能规定为零。 （4）电势：电场中某一点，电荷的______________________ ，叫做这一点的电势。公式： 。沿电场线方向，电势_____。 电势是个相对的量，某点的电势与__________的选取有关。因此电势有正、负，表示该点电势比零电势点高还是低。通常把_____________ _的电势规定为零。 零势能 无穷远或大地 电势能与电荷量的比值 降低 零电势点 无限远处或大地 知识回顾 A B mg + F E hA hB hAB A B 在地理位置中两点间 在电场中两点间 ？ ？ ？ 0 0 EPA EPB WG EPA EPB WF 重力场 电场 知识类比 电势差： 电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压 则有 或者表示成 显然 设电场中A点的电势为 ，B点的电势为 一、电势差与电势的关系 思考 1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？ 2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？ 表示两点电势高低，是标量 无关 与高度差相似 3、电场中A、B两点间的电势差UAB与q是否有关？ 4、电势差UAB跟移动电荷的路径是否有关？ 无关 无关 高度和电势都具有相对性 电势与零电势点的选取有关 电势差与零电势点的选取无关 A B C D 0V 1V 2V 3V E 0V 1V 2V -1V 与高度差相似 7 电荷q从电场中A点移到B点： E A B + q WAB=EPA-EPB EPA=qφA EPB=qφB WAB=qUAB UAB= WAB q 静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。 二、静电力做的功与电势差的关系 二、静电力做的功与电势差的关系 如图，电荷q从电场中的A移动到B时，电场力做的功为： A B 注：电场力做功有正负之分，电场力做正功WAB>0；电场力做负功，WAB<0．电荷量也有正负之分，对正电荷取q>0；对负电荷取q<0；利用该式计算时，要注意到WAB、q及UAB的正负． 公式适用于任何电场 例1. 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？ （2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？ ①使用公式时，q的正负和U的正负都带入，算出的功为正，则说明电场力做正功，电荷的电势能减小;反之亦然． ②q、Ｕ都取绝对值，算出的功也是绝对值，是正功还是负功根据具体情况来判断。 10 例1.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？ （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。 电势差由电场本身的因素决定，与试探电荷q无关 电场力做功由电荷q和电势差U共同决定 A B C 11 将一个电量为-2×10-8C的点电荷，从零电势点S移到M点电场力做功4×10-8J ，则M点电势 ； 若将该电荷从S点移至N点，电场力做功 -14×10-8C，则N点电势 ; MN两点间的电势差 ； NM两点间的电势差 。 练一练 (1)定义:电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 (2)等势面是为了形象描述电场中各点电势面人为画出的曲面 (3)等势面的特点 ①沿着同一等势面移动电荷时静