10.2 电势差 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.2电势差 本节目标 1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势的选取无关。  2.掌握两点间电势差的表达式，知道电势差的正负号的意义。   3.掌握在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系。  4.掌握等势面的概念及特点。 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两点之间电势的差值呢？ 电势能 重力势能 电势 高度 类 比 情景引入 结论：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，电势是相对的，而电势差是绝对 但两点间的电势的差值却保持不变。 思考与讨论: 如图：在电场中，A、B、C、D各点，若以D零势点、A、B、C、电势如图，求AC、AB之间电势差分别多大？ 故：电势差的值往往比电势更重要。 若以C为零势点，AC、AB之间电势差分别又是多大？ 1、电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。 则有 或者 显然 电场中A点的电势为 ，B点的电势为 2、设电场中A、B两点的电势为UAB 3、电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。 一、电势差 思考：若以C点为零电势点,则A点的电势为多少?D点的电势为多少?A、D两点的电势相差多少？ 4.电势有相对性，与参考面的选择有关，而电势差与零参考面的选择无关。 类比 电势差 例1 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？ 答案　（1）UAC＝15 V，UAB＝10 V，UAC＞UAB 电势差 (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？ （2）不能.两点间的电势差决定于电场本身，与WAB、q均无关. 例2、如图，如果B板接地（取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0）A板的电势为8V，M点的电势为6V，N点的电势为2V.则： + + + + + M N A B E （1）M、N两点间的电势差UMN是多少伏？ N、M两点间的电势差UMN又是多少伏？ (2)如果是改为A板接地，B板的电势是多大？ M、N两点的电势各为多大？此时， M、N两点间的电势差UMN又是多少伏？ 解析 （2）当A板接地时，B板的电势为-8V ΦM=-2V ΦN=-6V UMN=4V A B F E Q A B UAB WAB? WAB ＝qUAB 适用于恒力和变力做功 静电力做功与电势差的关系： 9 二、等势面 1、地图中的等高线 10 导学探究　(1)类比地图上的等高线，简述什么是等势面？ 答案　电场中电势相等的各点构成的面 (2)当电荷从同一等势面上的A点沿等势面移到B点时，电荷的电势能是否变化？静电力做功情况如何？ 答案　不发生变化　静电力不做功 11 假设两等势面相交 交点会同时具有两个电势值 那么两等势面一定不相交吗？ 我们知道两电场线一定不相交， 反证法 12 二、等势面 1、定义：把在电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。 2、等势面的特点： （1）同一等势面上移动电荷，静电力不做功； （2）电场线跟等势面垂直，并且有电势高的等势面指向电势低的等势面； （3）等势面和电场线都可以用来描绘电场.等差等势面的疏密反映电场强度的大小。等差等势面密的地方,电场较强;等差等势面疏的地方,电场较弱; （4）不同等势面在空间不相交、不相切 13 3．几种典型的电场的等势面 等势面 图形 特点 点电荷 等量异种点电荷 以点电荷为球心的一簇球面，越往外越疏 两簇关于中垂线对称的曲面，中垂线为等势线 14 等势面 图形 特点 等量同种点电荷 匀强电场 形状不规则的带电导体 两簇对称的曲面，等量正电荷连线中点电势最低，中垂线上中点电势最高，等量负电荷情况相反 垂直于电场线等间距的一簇平面 不规则球面，越尖锐处越密 15 （1）由等势面可知电场中电势的高低； （2）能求出在等势面间移动电荷的过程中静电力所做的功； （3）由等势面可判断场强的方向（等势面一定处处与电场线垂直） （4）能判断场强的大小（等差等势面密的地方场强大） 4. 等势面的应用： 16 随堂检测 1.将一个电荷量为q的正电荷在匀强电场中从A点移到B点，电场力做功W，则A、B两点之间的电势差等于（　　） A．W/q B．q/W C．qW D．0 A 随堂检测 2.如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知xC-xB=xB-xA．该电子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．A点电势高于B点电势 B．A点的电场强度小于B点的电场强度 C．A、B两点电势差UAB等于B、C两点电势差UBC D．电子经过A点的速率小于经过B点的速率 D 随堂检测 3.如图所示，一重力不计的带电粒子以某一速度进入负点电荷形成的电场中，且只在电场力作用下依次通过M、N、P三点，其中N点是轨迹上距离负点电荷最近的点。若粒子在M点和P点的速率相等，则（　　） A．粒子在M、P两点时的加速度相同 B．粒子可能带负电且做匀速圆周运动 C．粒子在N点时的加速度最大、电势能最大 D．M、N两点的电势差UMN等于P、N两点的电势差UPN D 一、电势差：电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。 电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。 电场力做功与电势差的关系： 二、等势面：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 电场线（或E）⊥等势面，且由电势高的等势面指向电势低的等势面 或 小结 $$