内容正文:
10.2
电势差
在重力场中,当选取的势能零点不同时,对各点高度的描述也会不同,但是高度差不会随着势能零点的改变而改变。
同理,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,电势的差值往往比电势更重要。
但两点间的电势的差值却保持不变。
一、电势差
1、定义:电场中两点间电势的差值,叫电势差,
也叫电压。
2、设电场中A、B两点的电势差为UAB,A点的电势
为 ,B点的电势为 。
则有:
或者:
3、电势差是标量,正负不表示方向,表示两点间
电势的高低。
二、电势差与电场力做功的关系
电荷+q从电场中A点移到B点:
A
B
E
则有:
所以:
或者
注意q计算时带入正负号!
对于公式 的理解:
(1)UAB只由电场本身决定,与电场中A、B两点
的位置有关,与WAB、q无关。
(2)电势差在数值上等于移动单位正电荷所做
的功。
(3)公式适用于任何电场。
例1. 下列说法正确的是( )
A.电势差和电势一样,是相对量,与零点的选
取有关;
B.电势差是个标量,但是有正负之分;
C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所
以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这
两点的位置有关;
D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点
的不同位置而改变,所以UAB=UBA。
BC
例2.在匀强电场中将电量为2.0×10-9C的正电荷从A移到B点,静电力做功为1.5×10-7J。再把这个这个电荷从B移到C点,静电力做功为-4.0×10-7J。
(1)A、B、C三点哪点电势最高?哪点电势最低?
例2.在匀强电场中将电量为2.0×10-9C的正电荷从A移到B点,静电力做功为1.5×10-7J。再把这个这个电荷从B移到C点,静电力做功为-4.0×10-7J。
(2)AB间、BC间、AC间的电势差各是多少?
三、等势面
1.定义:电场中电势相同的各点
构成的曲面。
2.等势面与电场线的关系:
a、在同一等势面上各点电势相等,在同一等势面上
移动电荷,电场力不做功;
b、电场线跟等势面一定垂直;
c、电场线从高等势面垂直指向低等势面;
e、等势面不相交、不相切。
d、等势面越密,电场强度越大;(前提:等差等势面)
3.几种常见的等势面:
连线中垂面上的电势为0。
3.几种常见的等势面:
连线上,中点电势最低,而在中垂线上,中点电势最高。
3.几种常见的等势面:
以点电荷为球心的一些球面
3.几种常见的等势面:
关系图
电场力
电场强度
电势差
电势
电势能
电场力的功
电场力做功与路径无关
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