第02讲 电势差（同步课件）-【上好课】高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

§2 电势差 人教版(2019)必修 第三册 第十章 静电场中的能量 贰 电势差 叁 等势面 肆 课堂练习 目 录 壹 新课引入 必修三 新课引入 壹 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？ 思考与讨论： 电势差 贰 1、电势差定义： 电场中两点间电势的差值，也叫电压。 则有： 或者表示成 显然 设电场中A点的电势为 ，B点的电势为 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？ 类比 2.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。 思考：电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？ （1）若电势差为正值，即UAB=φA-φB>0，那么φA>φB； （2）若电势差为负值，即UAB=φA-φB<0，那么φA<φB； 3.电势差的正负表示两点电势的高低关系。 4.静电力做的功与电势差的关系 A B 如图，电荷q从电场中的A移动到B，已知A点电势φA，B点电势φB，求电场力做的功。 普遍适用，各量均带正负号. 电势差的另一种定义方法-比值定义法 （1）电势差在数值上等于移动单位正电荷所做的功。 4.静电力做的功与电势差的关系 （2）由电场本身的因素决定，与WAB、q无关。 (4)电场分布示意图和A、B、C三点可能的位置如图所示 等势面 叁 1、地图中的等高线 2、等势面：把在电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。 3、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）等差等势面的疏密反映电场强度的大小。 （4）不同等势面在空间不相交、不相切 等势面是与电场线垂直，间隔相等，相互平行的一簇平面。 4、常见等势面 匀强电场 4、常见等势面 点电荷 等势面以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏。 4、常见等势面 等量同种电荷 等势面是两簇对称曲面，两电荷的连线上中点电势最低；中垂线上中点电势最高，向两侧电势逐渐降低，以中点对称的两点电势相等。 4、常见等势面 等量异种电荷 是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面（电势为零），从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低。 等势面越密集的地方，电场强度越大。 4、常见等势面 带电导体的等势面 课堂练习 肆 1．在电场中，两点间的电势差为两点间的电势差为，则三点电势高低关系为（　　） A． B． C． D． C 【答案】C 【详解】由题意知则，则故则故故选C。 2．对于电场中A、B两点，下列说法正确的是（　　） A．电势差的定义式，说明两点间的电势差与电场力做功成正比，与移动电荷的电量q成反比 B．将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点间的电势差为1V C．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功 D．电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其它力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功 B 【答案】B 【详解】A．表达式是电势差的比值定义，A、B两点间的电势差由电场自身决定，与电场力做功、试探电荷的电荷量没有决定关系，因此不能认为A、B两点间的电势差与电场力做的功成正比，与试探电荷的电荷量成反比，A错误； BC．根据将的正电荷从点移到点，电场力做的功，则这两点间的电势差为，可知，A、B两点间的电势差等于将单位正电荷从点移到点电场力做的功，B正确，C错误； D．根据，解得可知，若在电荷由点移到点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，则电荷电势能的变化量的数值仍然等于电场力所做的功，D错误。故选B。 3．把电荷量q=5×10-5 C的点电荷从电场中的a点移到b点，电场力做功为3×10-2 J，则a、b两点间的电势差和减少的电势能为（　　） A．6×102 V，3×10-2 J B．6×102 V，-3×10-2 J C．-6×102 V，3×10-2 J D．-6×102 V，-3×10-2 J A 【答案】A 【详解】a、b两点的电势差由于电场力对电荷做正功，所以该点的电势能减少故选A。 4．如图表示某电场等势面的分布情况，下列说法正确的是（　　） A．将试探电荷放在电场中的B点，受到静电力的方向沿该处曲线的切线方向 B．电子运动先后经过A、B两点，电子在A、B两点受到的静电力大小相等 C．把电子从b等势面移动到e等势面，电子的电势能增加了15ev D．在电场中的A、B两点放置相同试探电荷，试探电荷的电势能相同 D 【答案】D 【详解】A．电场线方向和等势线垂直，将试探电荷放在电场中的B点，受到静电力的方向与该处曲线切线垂直，故A错误 B．相邻等差等势面越密集的地方，场强越大，由题图可知，A点场强大于B点场强，则电子在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力，故B错误； C．把电子从b等势面移动到e等势面，电场力做功为 电场力做正功，电子的电势能减少了15eV，故C错误； D．由题图可知，A、B两点在同一等势面上，所以在电场中的A、B两点放置相同试探电荷，试探电荷的电势能相同，故D正确。故选D。 5．静电透镜是由带电导体产生的静电场来使电子束聚焦和成像的装置。某静电透镜内的等势线分布如图虚线所示，图中实线为电子的运动轨迹，不计电子重力，则（　　） A．电子在a点处所受电场力方向与a处虚线相切 B．电子在b点所受的电场力小于在f点所受的电场力 C．电子从c到d，电场力做正功 D．若电子在a点处动能为40 eV，则在c点处动能为60 eV D 【答案】D 【详解】A．电场线与等势线垂直，电场力与电场线共线，所以电子在a点处所受电场力方向与a处虚线垂直，故A错误； B．等电势差等势线密集的地方，电场强度越大，则电子在b点所受的电场力大于在f点所受的电场力，故B错误； C．根据可知，电子在电势高的位置电势能较小，则电子从c到d，电势能增大，电场力做负功，故C错误； D．只有电场力做功，则电势能与动能之和不变，则有 解得Ekc = 60 eV故D正确。故选D。 谢谢观看 $$