10.2 电势差 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

2. 电势差 如果我们要从6楼走到8楼，影响我们做功多少的因素是这两层楼的高度差而不是楼的高度。 某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功多少的因素可能是A点或B点的电势值呢？还是A、B两点之间的电势的差值呢？ A B 问题 1.定义:电场中两点间电势的差值叫电势差, 也叫电压. 2.公式: 显然 3.单位: 4.是标量,有正负. 伏特(V) 一、电势差 5.说明: ➀电场中两点间的电势差,由电场及两点间的位置决定,与放入的试探电荷无关. ➁电势差正负含义,UAB>0表示A点电势比B点高,UAB<0表示A点电势比B点低 ➂电势与零势点的选取有关,而电势差却与零势点的选取无关 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？电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？ 思考 1.推导: 电荷q从电场中A点移到B点， 即 或 二、电势差与静电力做功的关系 WAB＝EpA－EpB 2.说明: ➂上式对任何电场都成立。 ➀式中WAB为q从A到B静电力做的功,UAB为AB间电势差,注意脚标对应,式中各量带符号运算。 ➁公式UAB=WAB/q是电势差的定义式,UAB与WAB和q无关,仅由电场本身决定,它是描述电场能的性质的物理量。 例：在电场中把电量为2.0×10-9C的正电荷从A移到B点，电场力做功1.6×10-7J，再把这个正电荷从B点移到C点，电场力做功为-4.0×10-7J.问: （1）A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低? （2）求A、B间，B、C间，A、C间的电势差. （3）把－ 1.5×10-9C电荷从A移到C点，电场力做多少功？ （4）根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。 典例精析 解： （1）正电荷从A移到B点，电场力做正功，所以A点电势比B点高。 正电荷从B移到C点，电场力做负功，所以C点电势比B点高。 但C 、B间的电势差的绝对值比A、B的电势差的绝对值高，所以C点电势最高，A点次之，B点最低。 （2） A、B的电势差： UAB=WAB/q＝[（1.6×10－7）／（2.0×10－9）]V＝80V B 、C的电势差：UBC= WBC/ q = -200V A 、C的电势差：UAC= UAB + UBC = 80V-200V=-120V （3）把电荷q’ ＝－1.5×10－9C从A移到C点，静电力做功： WAC＝ q’ UAC＝（ －1.5×10－9 ）×（－120）J＝1.8×10－7J B C A E （4）电场分布示意图和A，B，C三点可能的位置如图 做题长见识(P34T2) 在研究微观粒子时常用电子伏特（eV）做能量的单位。1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。 能量还有一个单位：eV 1eV=1.6×10-19J 三、等势面 地理上，等高线表示地势的高低。 1.电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 在电场中常用等势面来表示电势的高低。 海拔高度相同的点连成的线,叫做等高线.同一等高线上的点,海拔高度相同。 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 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 负点电荷的电场：等势面是以点电荷为球心的一族球面，如图所示． 2、等量异种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面 3、等量同种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面 4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面 5、匀强电场中的等势面： 垂直于电场线的一簇平面 高度和电势 重力场中，同一物体在不同位置，Ep不同。 电场中，同一电荷在电场中的不同位置,Ep不同。 不同物体在同一位置， Ep正比于质量m 不同电荷在同一位置， Ep正比于电量q Ep/m = gh，h只与相对位置有关 Ep/q 叫做电势φ，φ 只与相对位置有关 课堂小结 （1）电势差定义 （2）公式: （3）静电力做功与电势差之间的关系 或 谢 谢 大 家 $