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精彩三年课程探究与巩固 物理 必修第三册
第十章 静电场中的能量
2 电势差
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1
课程解读
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知识点一 电势差
1.定义:在电场中,两点之间电势的差值叫作_________,也
叫________。与电势零点的选取无关。
2.表示:电场中A点的电势记为φA,B点的电势记为φB,则A、
B间的电势差表示成UAB=_________或UBA=___________。
3.电势差的正、负:电势差是标量,可以是正值,也可以是负
值。当A点电势比B点电势高时,UAB为________;当A点电
势比B点电势低时,UAB为________。
4.单位:国际单位是________,符号为_____。
电势差
电压
φA-φB
φB-φA
正值
负值
伏特
V
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5.静电力做功与电势差的关系
(3)物理意义:电场中A、B两点间的电势差,等于将电荷由A
点移至B点的过程中__________做的功与电荷量q的比值。
EpA-EpB
qUAB
静电力
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【思辨】
1.判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)UAB>0说明从A到B电势降低。( )
(2)电势差有正负值,是矢量。( )
(3)电势差与电势一样,是相对量,都与零电势点的选取有关。
( )
(4)若UAB>0,则电场对电荷q做的功WAB>0。( )
(5)若电场中两点间的电势差UAB=1 V,则将单位正电荷从A点移到B点,静电力做功为1 J。( )
√
×
×
×
√
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2.思考题:为什么说电势的差值往往比电势更重要?
【答案】 知道了电场中两点的电势差,就可以很方便地计算在这两点之间移动电荷时静电力做的功,而不必考虑静电力和电荷移动的路径。正是因为这个缘故,在物理学中,电势的差值往往比电势更重要。
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知识点二 等势面
1.定义:电势相等的各点构成的______叫作等势面。
2.等势面与电场线的关系:电场线跟等势面________,并且由
电势高的等势面指向电势低的等势面。
面
垂直
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【思辨】
1.判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)电荷在等势面上移动时不受静电力作用,所以不做功。
( )
(2)匀强电场中的等势面是相互平行且垂直于电场线的一簇平
面。( )
(3)等势面上,不仅各点电势相同,电场强度也一定相同。
( )
×
√
×
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2.思考题:等量异种点电荷在真空中所产生电场的电场线的分
布如图所示。两点电荷连线的中垂线是等势线(等势面的剖面
图)吗?若是,其电势为多少?(规定无穷远处的电势为零)
【答案】 等量异种点电荷连线的中垂线
与电场线垂直,是等势面。它的电势和
无穷远处的电势相等,若规定无穷远处
的电势为零,它就是电势等于零的等势面。
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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AB、BC、CA间电势差各为多少?
【答案】 200 V -300 V 100 V
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1.如图所示,一个点电荷形成的电场,a、b是电场中的两点。
一个电荷量q=+8.0×10-8 C的点电荷在b点所受静电力Fb=
4.0×10-4 N,将该点电荷从b点移到a点,静电力做功W=
1.6×10-6 J。求:
(1)b点电场强度的大小Eb。
(2)b、a两点间的电势差Uba。
【答案】 (1)5×103 N/C (2)20 V
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2.把带电荷量2×10-8 C的正点电荷从无限远处移到电场中的A
点,要克服静电力做功8×10-6 J,若把该电荷从无限远处移
到电场中的B点,需克服静电力做功2×10-6 J,取无限远处
电势为零。求:
(1)A点的电势。
(2)A、B两点的电势差。
(3)若把2×10-5 C的负电荷由A点移动