10.2 电势差 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十章 静电场中的能量 10.2 电势差 如果我们从6楼走到8楼，影响我们做功多少的因素是整栋楼的高度还是这两层楼的高度差呢？ 引入 高度差 某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功的因素可能是A点或B点的电势值还是A、B两点之间电势的差值呢？ 一、电势差 1.定义：电场中两点电势之间的差值, 2.符号：U 单位：V 3. 设电场中A点电势 ， B点电势 ， 电势差为 也叫电压 4. 电势差是标量 ，有正负，正负表示 电势高低 电势与零电势点的选取有关，那么电势差和零电势点的选取有关吗？ 想一想 电势能与零电势点的选取有关，那么电势能的差值和零势能面的选取有关吗？ 无关 回顾上节课的内容 电势差与零电势点的选取无关 二、电势差的绝对性 某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，静电力做功WAB是多少？ Q φA φB UAB 做一做 WAB= ? Q φA φB UAB WAB= ? Q φA φB UAB WAB= ? 静电力做功与电势差的关系 既适用于恒力做功，又适用于变力做功 三、电势差的另一种表述 想一想 某同学认为A、B两点间的电势差由WAB和q的数值决定，你认为他的想法正确吗？ q 电势差的大小与试探电荷无关 电势差由场源电荷和两点的位置决定 Wo 2Wo 2q nq nWo 例题 在匀强电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.6×10-7J．再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-4.0×10-7J．求： （1）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？ （2）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？ （3）把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C，静电力做多少功？ （4）根据以上结果，定性画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置 （1） （2）法1 法2 标出A、B、C三点可能的位置 为简化问题，我们以A到B为例，并设A不动，请再找出一个B点可能的位置B’,并标在图中 想一想 E A B C E A B C 甲 乙 B‘ E A B B‘ 谁的对？ 在匀强电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.6×10-7J 关键信息：做功为定值，WAB=WAB’ E A B 甲 B‘ B‘ E A B 乙 在BB这条线上移动电荷，静电力不做功 还有其它的点也符合要求吗？ B B’ A 在这个面上移动电荷，静电力不做功 此面上电势相等 B B’ A 在电场中，电势相同的各点构成面，叫等势面 四、等势面 B B’ A 1.在等势面上移动电荷，静电力不做功 四、等势面 2.电场线和等势面垂直，且由高电势指向低电势 3. 想一想 两等势面一定不相交吗？请说明理由 一定不相交 假设两等势面相交 交点处会同时有两个电势值 反证法 B B’ A 1.在等势面上移动电荷，静电力不做功 四、等势面 2.电场线和等势面垂直，且由高电势指向低电势 3.两等势面一定不相交 做一做 根据正点电荷的电场线分布情况，画出等势面 相邻等势面间的电势差相等 等差等势面 等差等势面越密集，电场强度越大 等高线 等势线 等高线 小结 1.电势差 2.电势差与零势能面，零电势无关 3.等势面：电场中电势相等的面 等差等势面越密集，电场强度越大 4.物理观念—能量观念 电势能 静电力做功 电势 电势差 WAB = EPA - EPB 相对性 绝对性 5.科学思维—类比思想 1.重力做功 静电力做功 2.高度差和电势差 3.等高线和等势线（面） 五、等势面的应用 1.可以判断电势高低和差别 2.可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况 3.可以大致绘出电场线分布情况 4.等差等势面疏密，可以定性确定电场强弱 A B 五、几种常见电场的等势面的特点 孤立点电荷的电场的等势面是一系列的点电荷为圆心的同心圆 1. 两电荷连线上： 2. 中垂面无限大，与无穷远处等势，故中垂面上电势处处相等，若无穷远处电势为0，则中垂面上电势为0 O P Q E F O P Q E F 1. 两电荷连线上：对称的两点电势相等，电场强度大小相等 2. 两电荷中垂线上：对称的两点电势相等，电场强度大小相等 O点电势最大 O点电势最小 练习1. BD 练习2. 对于电场中两点A、B,下列对的是 A. 电势差的定义式是 ，说明两点间的电势差U与电场力做功W成正比，与移动电荷的电量q成反比 B. A、B两点电势差等于将正电荷从A点移到B点静电力做的功 C. 将1C电荷从A 点移到