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 辩天地之美、析万物之理 第十章、静电场中的能量 物理有着 1 类比研究 1.通过上节课的学习，我们知道静电力做功有什么特点？ 2.物体由A运动到B，重力做功与初末位置的高度有关还是与初末位置的高度差有关？ 3.某个电荷在确定的电场中由 A 点移动到 B 点，静电力做功与初末位置的电势有关还是与初末位置的电势的差有关？ 1、静电力做功与电势差的关系推导 2、电势差 标量：正负表示两点间电势的高低 (1)电场中A、B、C、D四点的电势如图所示。A、C及A、B间的电势差 为多少？哪个较大？ (2)上图中若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势为多少？A、C及 A、B间的电势差为多少？ (3)通过以上计算说明电势、 电势差各具有什么特点？ 情景探究一 (1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，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。在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值。 (2)讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA。 (3)电势差为标量，但有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低。 (4)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。 对电势差的几点理解小结 ※电势差与电势的联系与区别 比较 电势φ 电势差U 联 系 数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特(V) 标矢性 都是标量，且均具有正负 物理意义均是描述电场的能的性质的物理量 例题1:对于电场中A、B两点，下列说法正确的是(　　) A．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点静电力所做的功 B．将1 C正电荷从A点移到B点，静电力做1 J的功，这两点间的电势差为1 V C．由电势差的定义式UAB＝WAB/q可知，A、B两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比 D．若电荷从A点移到B点的过程中除受静电力外，还受其他力的作用，则电荷电势能的变化就不等于静电力所做的功 B 例题2:有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10－4 J，从B点移到C点时，静电力做功9×10－4 J。求： (1)A、B间，B、C间，C、A间电势差各为多少？ (2)如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？ 做负功-6×10－4 J 做正功9×10－4 J 针对训练1 1．下列说法正确的是(　　) A．电场中两点间电势的差值叫作电势差，也叫电压 B．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 C．UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB＝φB－φA D．A、B两点间的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改变，所以UAB＝UBA A 针对训练2 2．在电场中把2.0×10－9 C的正电荷从A点移到B点，静电力做功8×10－7 J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功－4.0×10－7 J。 (1)A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？ (2)A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？ 情景探究二 　在地理学中，为了形象地表示地形的高低，常采用在地图上画等高线的方法。在电场中，我们也可以采用类似的方法表示电势的高低分布，采用画等势线(面)的方法。如图所示为等量同种点电荷形成的电场的电势分布规律。 （1）为什么等势面一定跟电场线垂直？ （2）顺着电场线，等势面的电势如何变化？ （3）等势面能否相交？ (1)等势面是为描述电场的性质而假想的面。 (2)等势面的分布与零电势点的选取无关。 (3)在等势面内任意两点间移动电荷，静电力不做功。 (4)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 (5)在空间中两等势面不相交。 (6)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。 等势面的特点 几种典型的电场的等势面（等差等势面） 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 更多模板亮... text has been truncated due to evaluation version limitation. 13 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 更多模板亮... text has been truncated due to evaluation version limitation. 14 例题1：关于等势面的说法正确的是( 　) A．电荷在等势面上移动时，由于不受静电力作用，所以静电力不做功 B．同一个等势面上各点的电场强度大小相等 C．两个电势不相等的等势面可能相交 D．若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小 D 例题2:空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则(　　) A．e点的电势大于0 B．a点和b点的电场强度相同 C．b点的电势低于d点的电势 D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加 D 针对训练1:如图所示，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面。A、B是同一等势面上的两点，C为另一等势面上的一点。下列判断正确的是(　　) A．A点场强与B点场强相同 B．C点电势高于B点电势 C．将电子从A点沿虚线移到B点，静电力不做功 D．将质子从A点移到C点，其电势能增加 C 课堂小结 比较 电势φ 电势差U 区 别 定义 电势能与电荷量的比值φ＝eq \f(Ep,q) 电场力做功与电荷量的比值U＝eq \f(W,q) 决定 因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定 相对性 有，与零电势位置的选取有关 无，与零电势位置的选取无关 $$