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 节 2 电势差 高中物理 必修第三册 第十章 1 学习目标 1.知道电势差的概念，知道电势差的正负号表示两点间电势的高低。 2.推导静电力做功与电势差的关系式，会用公式WAB= qUAB计算静电力所做的功。 3.理解等势面的概念。会画常见电场的等势面。通过论证等势面一定垂直电场线，体会反证法在推理过程中作用。 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 类比法 重力场 电场 重力 某点的高度 重力势能 重力做功 WG= EP1-EP2 两点间高度差 电势能 电场力 电场力做功 WAB= EPA-EPB 某点的电势 ？？？ 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 A B C D 0V 1V 2V 3V 思考：高度和电势都具有相对性。高度和电势与参考面及零电势点的选择有关，但两点的高度差与参考面的选择无关，电势的差值与零电势点的选择有关吗？何为电势的差值？ E 0V 1V 2V -1V 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 一、电势差与电势的关系 1.定义： 电场中两点间电势的差值叫电势差，也叫电压 或者表示成 2.关系式： 3.单 位：单位“伏”，符号V。 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 4、问题思考 （1）电势差的大小与零势能面的选择是否有关？ （2）UAB和UBA是什么关系？ （3）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？ （4）电势与电势差相比有什么区别和联系？ （3）电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点电势的高低． （1）电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关：电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关．在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值． （2）对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差，而且先后顺序不能乱．如A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA，而UAB＝－UBA. 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 （4）电势差与电势的比较 电势φ 电势差U 区别 定义 电势能与电量比值： 电场力做功与电量比值： 决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定 相对性 有，与零势能点选取有关 无，与零势能点选取无关 联系 数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特(V)，常用还有kV，mV等 标矢性 都是标量，但均具有正负 物理意义 均是描述电场能的性质的物理量 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 例 (多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，正确的是（ ） A.电势与电势差均是相对量，均与零电势点的选取有关 B.UAB和UBA是不同的，它们存在关系：UAB＝－UBA C.φA、φB都有正、负，所以电势是矢量 D.若φB＝0，则φA＝UAB 解析　电势差与零电势点的选取无关，A错误； UAB＝－UBA，B正确； 电势虽有正、负之分，但电势是标量，C错误； 由UAB＝φA－φB知，若φB＝0，则φA＝UAB，D正确. BD 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 二、静电力做功与电势差的关系 电荷q从电场中A点移到B点，电场力做功与电势差有何关系？ 得 或 因 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 对电势差公式 （2）不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是可以利用WAB、q来计算A、B两点间的电势差UAB。 （3）电场中两点间的电势差可与高度差类比，两点间高度差越大，同一物体在重力作用下做功越多；两点间的电势差越大，同一电荷在静电力作用下做功越多。 （4）决定因素：UAB由电场本身及A、B两点的位置决定，与WAB、q无关。 （1 ）中，WAB为电荷q从初位置A点移动到末位置B点静电力做的功，WAB有正、负，UAB也有正、负，q为电荷所带电荷量，正电荷取正值，负电荷取负值。 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 三 等势面 1、定义：地理上，等高线表示地势的高低。 在电场中常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 2、等势面的特点： （1）等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功； （2）电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交； （3）等差等势面越密的地方电场强度越大 高中物理 必修第三册 第十章 静电场中的能量 3、几种典型电场的等势面： (1)点电荷电场中的等势面： 以点电荷为球心的一簇球面 (2)等量异种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面 高中物理 必修第三册