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 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？ 小结：高度和电势都具有相对性。电势与零电势点的选择有关，两点间电势差与零电势点的选择无关。 一、电势差与电势的关系 1、电势差：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 2、电势差的单位：伏特 符号V 1V=1J/C 3、电势差是标量。 思考题 1、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？ 2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？ 无关 表示两点电势高低(UAB为正，说明 大于 ) 二、静电力做功与电势差的关系 电荷q从电场中A点移到B点 ； 即 或 (计算时代入正负号) 思考题: 1、UAB由什么决定？跟wAB、q有关吗？ 由电场本身的因素决定与wAB、q无关 2、wAB 跟q、UAB有关吗？ 跟q、UAB都有关 例1.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，静电力做的功为－4.0×10-7J。 （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？ （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。 1、等势面：电势相等的点所构成的面 2、典型电场的等势面 三、等势面 地理上，等高线表示地势的高低。 在电场中常用等势面来表示电势的高低。 点电荷的电场的等势面 等差等势面：两相邻的等势面间的电势差相等。 匀强电场的等势面 匀强电场的等差等势线 匀强电场的等差等势面 等量异种点电荷的等势面 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）。 带电导体周围的电场和等势面 等势面的特点 （1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功 （2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 （3）等差等势面密处场强大，等差等势面疏处场强小 （4）不同等势面在空间不相交。 (5)同一等势面上各点的电场强度不一定相等。 课堂训练: 1、（多选)关于等势面正确的说法是（   ） A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．两等势面不能相交 CD 课堂训练: 2、一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（　　） A．a、b两点的场强一定相等 B．该电荷一定沿等势面移动 C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的 D．a、b两点的电势相等 D 3.（多选）等间距虚线a、b、c、d表示匀强电场中的四个等势面。两带电粒子M、N沿着a、d等势面射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。已知M带正电，不计粒子重力，则（　　） A．N带负电 B．等势面a的电势低于等势面b的电势 C．运动过程中，带电粒子M的电势能逐渐减小 D．运动过程中，带电粒子N的动能逐渐减小 课堂练习 AC 4.(多选)如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为＋Q。图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的等势线。有两个一价离子M、N(不计重力，也不计它们之间的电场力)先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置。下列说法正确的是(　　) A.M是正离子，N是负离子 B.M在P点的速率大于N在q点的速率 C.M在b点的速率大于N在c点的速率 D.M从p点运动到b点的过程中电势能的变化量 小于N从a点运动到q点的过程中电势能的变化量 BD 课堂小结 一、电势差 UBA=φB-φA 二、静电力做功与电势差的关系 三、等势面 定义: 等势面的特点 几种常见等势面 UAB =φA- φB $$