10.2 电势差 课件-2021-2022学年人教版（2019）高中物理必修第三册

郭雪鹏 临泉一中 2 2 电势差 复习回顾： 问题1：质点m在A点的重力势能与零势能参考面有关吗？ 问题2：重力对质点做功与零势能 参考面有关吗？重力势能变化量 与零势能参考面有关吗？ 2 mg A B 电势描述电场能的性质，电势具有相对性，与电势零点的选取有关。但电场中两点的电势差是恒定不变的，与电势零点的选取无关。电场中两点的电势差是一个具有重要意义的物理量. 3 一、电势差 电势差 电场中两点间电势的差值叫做电势差(电压) UAB=φA-φB 电势差与电势零点选取无关 UAB=-UBA 电势差可以取正值或负值 电势差只由电场决定 4 UAC=UAB+UBC 证明： UAC =φA-φC = φA-φB +φB-φC =UAB+UBC 证毕 5 A B C 电场力做功与电势差关系 理论推导 WAB =EpA-EpB =φAq-φBq =(φA-φB)q =UABq 6 WAB=UABq 若为正电，q取正值 若为负电，q取负值 【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1.5×10-7J.再将该电荷从B点移到C点,静电力做功-4.0×10-7J.求： (1)UAB 、 UBC 、 UAC； (2)把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功? 7 解：(1)UAB=WAB/q=75V UBC=WBC/q=-200V UAC=UAB+UBC=-125V (2)q'=-1.5×10-9C WAC=UACq'=1.875×10-7J 8 二、等势面 电势描述电场的性质，电场中各点都有一个唯一的电势值。 由电场中电势相同的点构成的面叫做等势面.等势面是描述电场的另一重要工具. 思考与讨论：同一等势面任意两点电势差是多少？电荷在电场中等势面运动，静电力做功是多少？ 9 电荷沿同一等势面运动，电势能不变.静电力对电荷不做功. 等势面与电场线处处垂直. 电场线与等势面垂直，由电势高的等势面指向电势低的等势面. 10 反证法 典型电荷系统的等势面 11 例2 分析等量异种点电荷 (1)中心轴线上的电势; (2)电荷连线上电势。 (1)等势面，φ=0 (2)从正电荷指向负电荷，电势降低 12 -Q +Q -a a 课堂练习 分析等量同种点电荷， (1)中垂线上电势如何变化？ (2)电荷连线方向电势如何变化？ 13 +Q +Q -a a 课堂小结 电势差UAB=φA-φB. 电势差由电场决定，和电势零点无关. W=UABq q带符号. 等势面 同一等势面电势相等； 电荷沿等势面运动静电力不做功； 电场线与等势面垂直，由电势高的等势面指向电势低的等势面. 14 作业 34页“练习与应用”写在教材上 51页第1题、第3题 15 反证法：假设等势面与电场线不垂直 电荷q从M点沿等势面移动微小位移到N点，电场力做功 W=Eqcosα≠0.(α≠90°) 而W=UMN q.故UMN≠0，即 φM ≠ φN,假设错误. 16 返回 Eq 等势面 M N α 电场线 $