10..2 电势差课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第2节 电势差 第十章 静电场 1.理解电势差的概念,知道电势差与零电势点的选择无关. 2.掌握两点间电势差的表达公式,知道两点之间电势差的 正负号与这两点的电势高低之间的对应关系. 3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系,会应用静电力做功的公式进行相关的计算. 学习目标 知识回顾: 1、电场力做功的特点是什么? 静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关。 2、电场力做功和电势能的关系如何? 电场力做正功,电势能就减少 电场力做负功,电势能就增加 WAB = EPA-EPB 3、电势能和电势的关系如何? 4、电势高低的判断? 沿着电场线的方向,电势逐渐降低 电势能是相对量,与零势能点的选择有关。 电势 是相对量,与零电势点的选择有关。 结论:在电场中,各点电势也会随电势零点的改变而改变, A B C D 0V 1V 2V 3V 0V 1V 2V -1V 因此,电势是相对的,而电势差是绝对 但两点间的电势的差值却保持不变。 思考与讨论: 如图:在电场中,A、B、C、D各点,若以D零势点、A、B、C、电势如图,求AC、AB之间电势差分别多大?若以C为零势点,AC、AB之间电势差分别又是多大? 故:电势差的值往往比电势更重要。 一、电势差与电势的关系 1.电势差:电场中两点间电势的差值,其绝 对值也叫电压。 所以有: UAB=-UBA, UAC= UAB+UBC (注意下标的对应) 3、单位:伏特(V) 1V=1J/C 4、电势差是标量,正负不表示方向,表示两点间电势的高低。 例1、如图,如果B板接地(取大地的电势为0,则与大地相连的导体的电势也为0)A板的电势为8V,M点的电势为6V,N点的电势为2V.则: + + + + + M N A B E (1)M、N两点间的电势差UMN是多少伏? N、M两点间的电势差UMN又是多少伏? (2)如果是改为A板接地,B板的电势是多大? M、N两点的电势各为多大?此时, M、N两点间的电势差UMN又是多少伏? 解析 (2)当A板接地时,B板的电势为-8V ΦM=-2V ΦN=-6V UMN=4V 例2.有一电荷量为q=-3×10-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6×10-4 J。从B点移到C点时电场力做功9×10-4 J。 (1)A与B、B与C、C与A间电势差各为多少? (2)如果B点电势为0,则A、C两点的电势各为多少?点电荷在A、C两点的电势能各为多少? ; 即 或 电荷q从电场中A点移到B点, A B 二、电场力做功与电势差的关系 电场力做的功:WAB=qUAB(适用于任何 电场) 说明:a、带符号计算 b、取绝对值计算,正负根据电场力做功判断 c、(WAB、q、UAB都有正负号) d、WAB= qE·LAB只适用于匀强电场 例3 (2021·山东青岛检测)如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=6 m,bc=10 m,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成60°角,电荷量为q=4×10-8 C的正电荷从a移到b静电力做功为W1=1.2×10-5 J,求: (1)匀强电场的电场强度E; (2)电荷从b移到c,静电力做的功W2; (3)b、c两点间的电势差Ubc。 [答案] (1)50 V/m (2)1×10-5 J (3)250 V [拓展] 在[例3]中,将电荷q从a点移到c点的过程中, 静电力做的功W为多少,a、c两点的电势差Uac又是多少? 答案:2.2×10-5 J 550 V 例5. 如图所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下的结论正确的是 ( ) A. 把正电荷从 a 移到 b,电场力做正功,电荷的电势能减少,电势升高 B. 把正电荷从 a 移到 b,电场力做负功,电荷的电势能增加,电势降低 C. 把负电荷从 a 移到 b,电场力做正功,电荷的电势能减少,电势升高 D. 把负电荷从 a 移到 b,电场力做负功,电荷的电势能增加,电势降低 D a b 电势高低的判断方法 1、电场线法 沿着电场线的方向电势逐渐降低 2、场源电荷判断法 离场源正电荷越近的点,电势越高;离场源负电荷越近的点,电势越低 3、电势差法 UAB>0, UAB<0, <φB >φB 三、等势面 电场中由电势相等的各点构成的曲面叫等势面。 A + B C A - B C A= C> B A= C< B A= C> B A B C 问题:比较下列电场中A、B、C点的电势高低。 沿着电场线方向,电势将降低。 点电荷电场的等势面 1.点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面。 2.电场线与等势面处处垂直,沿电场线电势降低。 3.等势面(电场线)分布越密集,电场强度越大; 等势面(电场线)分布越稀疏,电场强度越小。 1、几种常见的