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 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 问题引入 +++++++++++ ------------------- mg + Eq 重力做功与两点间高度差有关 站立式讨论：电荷在电场中移动，影响静电力做功多少的因素是两点的电势值还是两点间的电势差？ 物理雾里悟理 一、电势差 + A B 零势能 C 零势能 选取B为零势能点 选取C为零势能点 →选取不同零势能点，电荷的电势能不同 →选取不同零势能点，电荷的电势不同 物理雾里悟理 + A B 零势能 C 零势能 选取B为势能点 选取C为势能点 →lAC与参考面无关，表示两点间沿着电场线的距离 电势差：两点间电势的差值，也叫电压 →电势差的大小与零势能点的选择无关 一、电势差 物理雾里悟理 + F E A B 在电场中两点间 ？ ？ ？ 0 1. 定义：我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。 UAB=A－B UBA=B－A UAB=－UBA 2.单位：伏特 V 一、电势差 3.电势差也叫电压 4.电势差是标量，但有正负，正负不表示方向，表示电场中两点电势的相对高低 5.推论： 物理雾里悟理 二、电势差与电场力做功的关系 + A C 若反过来从C移动到A，此式是否成立？ A C 电荷从C沿着电场线方向移动到A + 因为 物理雾里悟理 6 A B F E WAB=－Ep ＝EpA－EpB ＝qA－qB ＝q(A－B) ＝qUAB 适用于恒力和变力做功 电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值 电荷q从A点移动到B点，求电场力做的功 二、电势差与电场力做功的关系 (1)加下标时: WAB、q、UAB都有正负，计算时都要带正负号。 (2)不加下标：将各物理量均取绝对值代入，然后再由题意分析判断两点间的电势高低关系或电场做功的正负。 物理雾里悟理 7 结论小结 + A C - 对于正电荷 对于负电荷 电势和电势差都是表征电场本身性质的物理量，与放入的电荷无关。 电势的大小与零势能点的选择有关，电势的差值与零势能点的选取无关，因此电势差比电势更重要。 已知两点间的电势差，就可以计算静电力做的功，与电荷移动的路径无关 物理雾里悟理 静电力做功的求法 (1)利用功的定义求解 在匀强电场中，WAB＝qE·d，其中d为电荷沿电场线方向的位移. (2)利用静电力做功与电势能变化量的关系求解 WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp. (3)利用电势差与静电力做功的关系求解 WAB＝qUAB. (4)仅有静电力做功时，利用动能定理求解 W电＝Ek2－Ek1. 结论小结 物理雾里悟理 1．关于电势差和电场力作功的说法中，正确的是 ( ) 　　A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定 　　B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定 　　C．电势差是矢量，电场力作的功是标量 　　D．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零 BD 你能行！！ 物理雾里悟理 2.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。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功－4.0×10-7J。 （1）A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？ 解： 电荷从A点移动到B点，静电力做正功，所以A点电势比B点电势高。 电荷从B点移动到C点，静电力做负功，所以C点电势比B点电势高。 但C、B之间电势差的绝对值比A、B 之间电势差的绝对值大，所以C点电势最高，A点电势次之，B点电势最低。 解析：静电力做功与电势的关系 你能行！！ 物理雾里悟理 2.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。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功－4.0×10-7J。 （2）A、B 间 ，B、C 间 ，A、C 间的电势差各是多大？ 解：根据静电力做的功与电势差的关系， A、B 间的电势差 A 点电势比 B 点电势高 80 V。 同样，根据静电力做的功与电势差的关系， B、C 间的电势差 C 点电势比 B 点电势高 200 V。 A、C 间的电势差 你能行！！ 物理雾里悟理 2.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。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功－4.0×10-7J。 （3）把电荷量为-1.5×10-9C 的点电荷从A 点移动到C点静电力做的功是多少？ （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。 解：电荷量q′＝-1.5×10-9C的点电荷，从A点移动到C点时，静电力做的 电场分布示意图和 A、B、C 三点可能的位置如图所示 C A B 为何是“可能的”？ 你能行！！ 物理雾里悟理 3.把一个带电荷量为2×10−8 C的正点电荷从电场中的A点移到无限远处时，静电力做功8×10−6 J；若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时，静电力做功2×10−6 J，取无限远处电势为零。 (1)求A点的电势；   (2)求A、B两点的电势差；   (3)若把电荷量为2×10−5 C的负电荷由A点移到B点，静电力做的功为多少? 你能行！！ 物理雾里悟理 等高面：高度相等的高度 在等高面上移动物体，重力不做功 三、等势面 +++++++++++ ------------------- mg + Eq 电场中是否也有这样的面？ 物理雾里悟理  A 在此面上移动电荷时  B  B′ W =0 E  B  B′  B  B′ 又 W =qU 此面上各点间电势相等 U=0V 在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面。 三、等势面：电场中电势相同的各点构成的面 匀强电场的等势面 物理雾里悟理 16 做一做：请根据正点电荷电场线分布，画出等势面。 E φ降低 正点电荷的等势面 负点电荷的等势面 孤立负点电荷等差等势面 φ降低 物理雾里悟理 17 电场线跟等势线（面）垂直，等差等势面密的地方场强大，等差等势面稀疏的地方场强小，即电场线与等势线（面）同时密同时疏 电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面 同一副图中，两个相邻的等势面间电势差是相等的（等差等势面） 在等势面上移动电荷，静电力不做功 等量异种（同种）电荷的等势面 物理雾里悟理 4.关于静电场的电场线和等势线，下列四个图中错误的是（ ） A. B. C. D. C 你能行！！ 物理雾里悟理 5.空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场。实线为其电场线，虚线为其等势线（相邻等势面间的电势差相等），A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则（　　） A．A点和B点的电势相同 B．C点和D点的电场强度相同 C．正电荷从A点移至B点，静电力做正功 D．负电荷从C点移至D点，电势能增大 【正确答案】C 你能行！！ 物理雾里悟理 课堂小结 二、等势面： 电场中电势相等的各点构成的面 一、电势差： 电场中，两点之间的差值也叫电压 静电力做功与电势差的关系 物理雾里悟理 $$实验一，用描技法绘制等视线。实验目的，一、理解用灵敏电流表寻找等试点的原理。2、学会使用灵敏电流表为确定指针偏转方向与电流方向的关系。三会由基准点和等势点画出等势线分布，会有等势线分布画出电场线分布，并依据等式点描出等势线。实验器材。灵敏电流表。金属探针两根。低压电源。圆柱形电极，两个木板，导电纸，复写纸，白纸。导线。开关。实验步骤。一、安装在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，其中导电纸有导电物质的一面向上，并将它们一起固定在木板上。再将两个圆柱形电极安放在导电纸上，注意要使电极和导电值保持良好接触，两电极间距约10厘米。用导线分别将两电极同电源的正负极连接起来。电源电压约为6伏，与电源正极相连接的电极A作为正电荷，与电源负极相连接的电极B作为负电荷。2、选基准点，在导电纸平面两极的连接线上，选取间距大致相同的五个点作为基准点。并用探针把他们的位置复印在白纸上。3、探测等试点一从灵敏电流表的两个接线柱引出两个探针。接通电源，闭合电线，将两探针接触AB级，观察电流表指针偏转方向，了解其指针偏转方向与通过的电流方向之间的关系。2、将探针一跟导电纸上的某一基准点接触，然后在导电纸平面两极连接线的一侧距此基准点约1厘米处再选一点。将探针二在此点与导电值接触，左右移动探针二在导电纸上的位置，直到找到某一点时，电流表的指针没有偏转为止，说明该点跟基准点的电势相等。用探针二将此次位置复印在白纸上。继续在这个基准点的两侧各探出五个等式点。4、绘制等视线。取出白纸。根据五组等视点画出五条等视线，他们就是电场在平面上的五条等视线。描绘出的等势线必须是平滑的曲线，不能画成折线。注意事项，一、使用灵敏电流计应选择0刻度在正中间的。2、安放导电指导殿面朝上，且电极与导电值的相对位置不能改变。3、寻找等电试点时，应从基准点附近由近及远的逐渐推移，不可贸然进行大跨度的移动。以缅甸时差过大，发生流过电流表的电流超量程的现象。4、该实验模拟的是等量异种点电荷电场的等电实现探测等试点。不要靠近导电纸的边缘，因为导电纸边缘的等势线会变形。5、导电纸上所涂导电物质很薄，定位时不要用探针在导电纸上反复滑动，而是使用点接触法。 null