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 第十章　静电场中的能量 2　电势差 1 理解电势差的概念，知道电势差的正负表示两点间电势的高低关系。 3 理解等势面的概念，掌握等势面的特点，会应用常见电场的等势面解决问题。 重难点 重点 2 掌握电势差的表达式，会用UAB＝φA－φB及UAB＝ 进行有关计算。 为什么小鸟在一根高压电线上安全，而在高压电线下放风筝却很危险？ 观察与思考 影响电场力做功多少的是电势还是电势的差值？ 连接火线(电势220kV)和大地(电势为0)，相当于从22层高楼跳到地面 在电势为220kV的火线上，相当于稳定站立在22层高楼上 为什么小鸟在一根高压电线上安全，而在高压电线下放风筝却很危险？ 观察与思考 电势差 UBA= φB－ φA 1.定义：我们将电场中两点之间电势的差值叫作电势差，也叫电压。 2.表达式：UAB= φA－ φB 观察与思考 推导：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， A、B两点的电势差为UAB，电场力做功为多少？ A B WAB=EpA-EpB Ep= qφ WAB= qφA- qφB WAB= q(φA- φB) WAB= qUAB UAB = 观察与思考 1.电势差的定义：电场中两点之间电势的差值叫作电势差，也叫电压. 2.电势差的表达式：UAB＝φA－φB 3.电势差是标量 4.静电力做功与电势差的关系UAB = (要代入正负号) 电势差 电场中A、B、C、D四点的电势如图所示。 (1)A、C及A、B间的电势差各为多少？哪个较大？ UAC＝15 V，UAB＝10 V，UAC＞UAB (2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势各为多少？A、C及A、B间的电势差各为多少？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？ φA＝18 V，φB＝8 V，φC＝3 V；UAC＝15 V，UAB＝10 V； 电势的大小与零电势点的选取有关，电势差的大小与零电势点的选取无关。 思考与讨论 (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)若φA＝0，则φB＝UAB。(　　) (3)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将电荷量为－q的电荷从B点移到A点，静电力所做的功相同。(　　) × √ × 辨析 1.(2023·黄山市屯溪一中期中)有一个带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做功6×10－4 J，从B点移到C点，静电力对电荷做功9×10－4 J。 (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ 答案　200 V　－300 V　100 V 导练 点电荷由A移到B克服静电力做功即静电力做负功，WAB＝－6×10－4 J，则有 UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300 V－200 V＝100 V。 (2)若取B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？ 答案　200 V　300 V　－6×10－4 J　－9×10－4 J 若φB＝0，由UAB＝φA－φB，得φA＝UAB＝200 V， 由UBC＝φB－φC，得φC＝φB－UBC＝0－(－300 V)＝300 V， 电荷在A点的电势能 EpA＝qφA＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J 电荷在C点的电势能 EpC＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J。 公式UAB＝ 或WAB＝qUAB中符号的处理方法：把电荷q的电性和电势 差U的正负代入进行运算，功为正，说明静电力做正功，电荷的电势能减少；功为负，说明静电力做负功，电荷的电势能增加. 方法总结 等势面 在地图中，常用等高线表示地势的高低 在电场的图示中，常用等势面表示电势的高低 观察与思考 1.定义：电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。 不做功， WAB=EpA-EpB 又 EpA=EpB ，WAB=0 (2)既然不做功，那电场线与等势面有什么关系呢？ 垂直 (1)在等势面移动电荷，电场力是否做功？ (3)等势面能相交吗？ 不能 等势面 匀强电场 2V 1V 0 -1V E 2.等势面的特点 3.几种典型电场的等势面 [问题探究] 根据等势面的特点试定性画出正、负点电荷周围的电场线和等势面。 (1)点电荷电场中的等势面 观察与思考 (2)等量异种点电荷电场中的等势面 连线的中垂面上的电势为零 观察与思考 (3)等量同种点电荷电场中的等势面 连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高。关于中点对称的两点，电势相等 观察与思考 某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分布。若单位正电荷沿任一路径从A点移到B点，静电力所做的功是多少？说明理由。正电荷从A点移到C点，跟从B点移到C点，静电力所做的功是否相等？说明理由。 思考与讨论 电