内容正文:
第十章 静电场中的能量
2.电势差
第十章 静电场中的能量
学习目标 核心素养
1.理解电势差的概念,知道电势差与零电势点的选取无关。
3.知道电势差的正负号与电势高低之间的对应关系。
4.知道等势面的概念,理解等势面的特点。
5.知道典型电场等势面的特点。
第十章 静电场中的能量
一、电势差
1.定义:在电场中,两点之间电势的_______叫作电势差,也叫作_______。
2.公式:设电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则A、B两点之间的电势差为UAB=_________。B、A两点之间的电势差为UBA=_________。所以UAB=________。
3.电势差的正负:电势差是标量,但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。
自主学习探新知
差值
电压
φA-φB
φB-φA
-UBA
第十章 静电场中的能量
4.电势差的单位:在国际单位制中,电势差与电势的单位相同,均为_______,符号是V。
5.静电力做功与电势差的关系
伏特
EpA-EpB
qUAB
第十章 静电场中的能量
(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。
二、等势面
1.定义:在电场中___________的各点构成的面。
2.等势面的特点
(1)在同一等势面上移动电荷时静电力_________。
(2)电场线跟等势面_______,并且由电势_____的等势面指向电势_____的等势面。
(3)两个不同的等势面永不_______。
静电力
电势相同
不做功
垂直
高
低
相交
第十章 静电场中的能量
1.判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)电势差与电势一样,是相对量,都与零电势点的选取有关。 ( )
(2)电势差是一个标量,但是有正值和负值之分。 ( )
(3)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,电场力做功为1 J。 ( )
×
√
√
第十章 静电场中的能量
(4)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将-q从B点移到A点电场力所做的功相同。
( )
(5)电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功。 ( )
(6)点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面。 ( )
√
×
√
第十章 静电场中的能量
2.在某电场中,将一带电荷量为q=+2.0×10-9 C的点电荷从a点移到b点,电场力做功W=-4.0×10-7 J,则a、b两点间的电势差Uab为____________ V。
答案 -200
第十章 静电场中的能量
如图是等高线的图示,所标数值是地面某个点高出海平面的垂直距离,也就是海拔,也称为绝对高度,而地面上某一点高出另一点的垂直距离称为相对高度。选择不同的测量起点时,不同地方的高度和两个地方的高度差会有怎样的变化?同样地,在电场中选择不同的零电势点时,不同位置的电势和两个位置的电势差又会有怎样的变化?
互动探究解疑难
要点一 对电势差与电势的理解
第十章 静电场中的能量
提示 选择不同的测量起点时,不同地方的高度往往不同,但两个地方的高度差不会因测量起点的不同而变化。与此类似,在电场中零电势点的选取不同,某点的电势会不同,零电势点变化时,两点间的电势差不会改变,电势差没有相对性,与零电势点位置无关。
第十章 静电场中的能量
1.对电势差的几点认识
(1)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是确定值。
(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,则UAB=-UBA。
(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。
(4)电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关。
第十章 静电场中的能量
2.电势差与电势的比较
第十章 静电场中的能量
电势差U 电势φ
联系 数值
关系 UAB=φA-φB,UBA=-UAB
单位 相同,均是伏特(V),常用的还有kV、mV等
标矢性 都是标量,均具有正负
物理
意义 均是描述电场的能的性质的物理量
第十章 静电场中的能量
[例1] 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点电场力做功9×10-4 J。求:
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?
[解析] 电荷由A移向B克服电场力做