第一章第5节 电势 电势差（教学课件）物理教科版2019必修第三册

第五节 电势 电势差 教科版（2019）高中物理必修第三册 第一章 静电场 @HY 学习目标——物理学科素养 1.理解比值定义的电势 2.理解电势差的概念 3.能够推导静电力做功与电势差的关系式 4.类比等高线，体会等势面的特点 教学重难点 教学难点 教学重点 等势面与电场线的关系 静电力做功与电势差的关系式 复习回顾 电势 电势差 等势面 1、电场力做功的特点是什么？ 静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 2、电场力做功和电势能的关系如何？ 电场力做正功，电势能就减少 电场力做负功，电势能就增加 WAB = EpA-EpB 静电力做功等于电势能的减少量 怎样描述静电场的能的性质呢？ 电势电势差正负 等势面 复习回顾 电势 电势差 等势面 1.在如图1-5-1所示的匀强电场中，规定C点为电势能零点，把检验电荷从A点移到C点，写出电场力所做的功的表达式。 把检验电荷从B点移到C点，电场力所做的功还是吗？ 2.根据电场力做功与电势能变化的关系，写出电荷在A点时具有的电势能。（以C点为电势能零点） 3.如果把电荷量的检验电荷从A点移到C点，请填写课本表中的相关量。 电势电势差正负 等势面 复习回顾 电势 电势差 等势面 1、定义： 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。 2、定义式： 3、单位：伏特，符号为V 4、电势只有大小，没有方向，是标量。 5、电势具有相对性 电势是相对于零势能参考点的， 一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0 电势电势差正负 等势面 复习回顾 电势 电势差 等势面 电场中某点电势的数值，与所选取的零电势点的位置有关，一般选取无穷远或大地为零电势点。 电势具有相对性 确定了电势能零点也就确定了电势的零点。 电势电势差正负 等势面 【例1】　如果把电荷量为q＝＋1.0×10－8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，需要克服电场力做功W＝1.2×10－4 J，那么：（1）q在A点的电势能和A点的电势各是多少？（2）q未移入电场前，A点的电势是多少？ 【解析】　(1)取无限远处的电势为零，电荷在无限远处的电势能也为零，即φ∞＝0，Ep∞＝0。由W∞A＝Ep∞－EpA得，EpA＝Ep∞－W∞A＝0－(－1.2×10－4 J)＝1.2×10－4 J再由φA＝ 得φA＝1.2×104 V。(2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷存在无关，所以q未移入电场前，A点的电势仍为1.2×104 V。 复习回顾 电势 电势差 等势面 1、电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。 则有 或者 显然 电场中A点的电势为 ，B点的电势为 2、设电场中A、B两点的电势为UAB 3、电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。 电势电势差正负 等势面 复习回顾 电势 电势差 电势电势差正负 在电场中，把电荷量为q的点电荷从A点移到B点，试推导出电场力做功与电势差的关系？ ＋ E B A F q 影响静电力做功多少的是电势差。 情景： 等势面 复习回顾 电势 电势差 电势电势差正负 等势面 电势的正负是与零电势点相比较而言的，某点的电势为正，即表示该点电势比零点高，正电荷放在该点，电势能比放在零点时的电势能大。 某点的电势为负，即表示该点电势比零点低，正电荷放在该点，电势能比放在零点时的电势能小。 思考与讨论：如果放的是负电荷呢？ E + 零电势 + 复习回顾 电势 电势差 电势电势差正负 等势面 AB两点间的电势差如果为正，表示A点电势高于B点，正电荷从A点移到B点过程中，电场力做正功，反之，电场力做负功。 某点电势的正负，与零电势的选取有关。但两点间电势差的正负及数值，与零电势的选取无关。 E A B 复习回顾 电势 电势差 电势电势差正负 等势面 讨论交流： 1.把正电荷+q从A移动到B，电场力做什么功？AB两点哪一点电势较高？ E A B 2.把负电荷-q从A移动到B，电场力做什么功？AB两点哪一点电势较高？ 3.如果这是一个正点电荷电场的电场线，那么场源电荷离A近还是离B近？ 4.如果这是一个负点电荷电场的电场线，那么场源电荷离A近还是离B近？ 做正功，A高 做负功，A高 A近 B近 复习回顾 电势 电势差 电势电势差正负 等势面 结论：沿电场线方向，电势逐渐降低。与检验电荷无关，与电场是何种电荷产生无关。 【例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，克服电场力做功6×10－4 J，从B点移到C点时，电场力做功9×10－4 J。求：(1)AB、BC、CA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？电荷在A、C两点的电势能各为多少？ 复习回顾 电势 电势差 电势电势差正负 等势面 在地图上，常用等高线表示地势的高低。 在电场的图示中，常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 可以形象描述电势的分布 复习回顾 电势 电势差 电势电势差正负 等势面 三、等势面 1、定义：在电场中，电势相同的各点构成的面叫做等势面。 2、等势面的特点： （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。 复习回顾 电势 电势差 电势电势差正负 等势面 下面是几种电场的电场线（红线）与等势面（蓝线），图中相邻两个等势面之间的电势差相等。 一、电势：φ=Ep/q 二、电势差：电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。 电场力做功与电势差的关系： 三、电势和电势差的正负 四、等势面：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 掌握常见的等势面分布 或 课堂小结 3、空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题图图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则( ) A．P、Q两点处的电荷等量同种 B．a点和b点的电场强度相同 C．c点的电势低于d点的电势 D．负电荷从a到c，电势能减少 D 4．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点的电势与B点的电势不相同 B．B点的电势低于C点的电势 C．将正电荷从B点移到C点，其电势能减小 D．将正电荷从A点沿虚线移到B点，静电力做正功 $$