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

电势差（必修第三册第十章第二节） 年 级：高二 学 科：高中物理（人教版） 情境：户外的高压线电压高达几万甚至几十万伏， 而落在上面的小鸟却能自由走动，没有生命危险， 为什么会有这样的现象呢？ 图片来于百度 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。 1、类比思考以下问题？ 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是A点或B点的电势值呢？还是A、B两点之间电势的差值呢？ 新课导入 2、类比法分析 重力场 电场 重力做功 电场力做功 重力势能 电势能 WG= EP1-EP2 WAB= EPA-EPB 某点的高度 某点的电势 重力 电场力 两点间高度差 两点间的电势差 新课导入 1、定义：电场中两点间电势的差值叫电势差，也叫电压。 设电场中A点的电势为A，B点的电势为B 则有 得到 2、单位：伏特 （ V） 3、电势差是标量，但有正负。正、负表示两点电势 的高低UAB>0表示A点电势高,UAB<0表示A点电势低 一、电势差 UAB＝φA－φB UBA＝φB－φA UAB＝-UBA A B F E A B UAB 4、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。 即 (适用匀强电场和非匀强电场) (定义式) A B F E A B UAB (1)UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时静电力所做的功WAB。若静电力对单位正电荷做正功，UAB为正值；若静电力对单位正电荷做负功，UAB为负值。 (2)不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是可以利用WAB、q来计算A、B两点间的电势差UAB。 (3)适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差， (4)各量均有正负，要带正负号进行运算。计算中W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。 对 5、电势差的物理意义 （1）研究电势差时，必须指明哪两点的电势差。 如UAB或UBA。 （2）电势差与零电势点的选取无关。 （3）电场中两点间的电势差，由电场本身的性质及初、末位置决定，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。 （4）电势差的正负不表示方向，表示电场中两点电势的相对高低。 A B F E A B UAB 6.电势与电势差的对比 电势φ 电势差U 定义 决定因素 相对性 数值关系 单位 标矢性 物理意义 电势能与电量比值： 电场力做功与电量比值： 由电场本身决定 由电场和场内两点间位置决定 有，与零势能点选取有关 无，与零势能点选取无关 相同，均是伏特(V) 都是标量，但均具有正负 都是描述电场能的性质的物理量 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。 （1）A、B、C三点中，哪点电势最高？哪点最低？ （2）A、B间， B、C间， A、C间的电势差各是多少？ （3）把-1.5 × 10-9C的电荷从A点移到C点，电场力做多少功？ （4）根据以上所得结果，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。 例题 (4)电场分布示意图和ABC三点的可能位置如图：  A  B E  C 在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9C的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为1.6×10-7J。 设A不动，我们能不能再找出一个位置B′，让点电荷从A移动到B′静电力做的功与点电荷从A移动到B静电力做的功相等，并把B′点标在图中。  A  B E WAB=WAB′ 寻找电势相等的点 13 WAB′=WAB+ WBB′ WBB′ =0 ∴WAB′ =WAB 寻找电势相等的点  A  B E B’ 14 WBB′ =0 如果我们把电势相同的各点连接起来会是什么样呢？ 寻找电势相等的点  A  B E B’ WBB′=qUBB′ UBB′＝φB－φB′ ｛ φB=φB′ 一条直线 15 在地图中常用等高线表示地势高低 在电场中常用等势线来表示电势高低 1、定义：电场中电势相同的各点构成的面 叫做等势面 二、等势面 + 1.定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 二、等势面 + 2.几种常见的典型电场的等势面 点电荷电场的等势面是以点电荷为球心的 一簇球面 等量异种电荷的平行板的等势面是平行线 2．几种常见的典型电场的等势面 电场 视屏来源于百度 模拟等势线 匀强电场 2．几种常见的典型电场的等势面 电场 视屏来源于百度 模拟等势线 点电荷的电场 3.等势面的特点：