内容正文:
第十章 静电场中的能量
10.2 电势差
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【静电场知识结构图】
电 势
电势能
静电力的功
静电力
?
电场强度
W=Flcosθ
【静电场知识结构图】
电 势
电势能
静电力的功
静电力
?
电场强度
W=Flcosθ
WAB=EpA-EpB
类比法分析:
重力场
电场
重力
某点的高度
重力势能
重力做功
WG= EP1-EP2
两点间高度差
电势能
电场力
电场力做功
WAB= EPA-EPB
某点的电势
???
电势差
电势差
1、定义:我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差,也叫做电压。
单位:伏特V
则有
或者
显然
电场中A点的电势为
,B点的电势为
设电场中A、B两点的电势差为UAB
如图求UAB和UBA,以及UCD和UDC
学以致用
如果A点电势高于B点,那么UAB是正的,而UBA是负的。
2、电势差的另一种表述
A、B两点间的电势差等于将电荷q从电场中A点移动到B点静电力所做的功WAB与电荷量q之比。
想 一 想
某同学认为A、B两点间电势差由WAB和q的数值决定,你认为他的想法正确吗?请说明理由。
q
W0
2q
2W0
nq
nW0
电势差的大小与试探电荷无关
电势差由电场和两点的位置决定。
与电势、电场强度的定义类似
(比值定义)
BD
1、电场中两点间电势的差值,叫电势差,也叫电压。
则有
电场中A点的电势为
,B点的电势为
设电场中A、B两点的电势差为UAB
电势差
3、电势差是标量,正负不表示方向,表示两点间电势的高低。
2、电势差的另一种表述
4、选择不同的位置作为零电势点,电场中某点的电势的数值会
改变,但电场中两点之间的电势差不变。
【例题】在匀强电场中把电量为2.0×10-9C的正电荷从A移到B点,电场力做功1.6×10-7J,再把这个正电荷从B点移到C点,电场力做功为-4.0×10-7J.问:
(1)A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低?
(2)求A、B间,B、C间,A、C间的电势差.
(3)把- 1.5×10-9C电荷从A移到C点,电场力做多少功?
(4)根据以上结果,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。
学以致用
等势面
在地理课上我们们用等高线来表示地势的高低。把一座座高山用数字标识,然后画到水平面上。那么每一个高度所在的平面就可以用下面的图表示出来了,一眼就可以看出哪里高哪里低了。 与此相似,在电场的图示中常用等势面来表示电势的高低。 电场中,电势相等的各点在空间中构成一个立体的面叫作等势面。
等势面
在电场中,电势相同的各点构成的面叫做等势面。
等势面特点:
(1)在等势面上移动电荷时,静电力不做功。
(2)电场线跟等势面垂直,且由高电势指向低电势。
想 一 想
两等势面一定不相交吗?请说明理由。
假设两等势面相交
交点会同时具有两个电势值
两等势面一定不相交
等势面
在电场中,电势相同的各点构成的面叫做等势面。
等势面特点:
(1)在等势面上移动电荷时,静电力不做功。
(2)电场线跟等势面垂直,且由高电势指向低电势。
(3)两等势面一定不相交。
垂直于电场线的一簇平面
孤立正电荷周围等势面分布
孤立负电荷周围等势面分布
电势变化规律:
越往外电势越小
电势变化规律:
越往里电势越小
学以致用
课堂小结
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,正负表示两点间电势的高低。
二、电场力做功与电势差的关系:
三、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⊥等势面,且由电势高的等势面指向电势低的等势面
或
作 业
(选做)
【静电场知识结构图】
电 势
电势能
静电力的功
静电力
电势差
电场强度
W=Flcosθ
WAB=EpA-EpB
UAB=φA-φB
WAB=qUAB
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祝同学们学习愉快
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