1.5 电势 电势差 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

·第一章 静电场 High school physics 学会应用UAB=φA-φB及UAB=进行有关计算。 03 学习目标 理解电势的定义式，知道电势的相对性。 理解电势差的表达式，知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系。 02 01 重点 重难点 电势 01 电场力做功和电势能的关系如何？ WAB = EpA-EpB 电场力做正功，电势能就减少 电场力做负功，电势能就增加 公司logo 公司logo 问题导入 在如图所示的匀强电场中，规定C点为电势能零点，把检验电荷q0分别从A点、B点移到C点，电场力所做功分别为W0和W0'。 如果把电荷量2q0、3q0、……、nq0的检验电荷分别从A点、B点移到C点，请填写下表中的相关量，并回答有关问题。 公司logo 公司logo 观察与思考 检验电荷的电荷量q q0 2q0 3q0 … nq0 电荷从A点移到C点，电场力所做的功W W0 2W0 3W0   nW0 电荷在A点具有的电势能EpA W0 2W0 3W0   nW0 电荷在A点具有的电势能与电荷量的比   公司logo 公司logo 观察与思考 检验电荷的电荷量q q0 2q0 3q0 … nq0 电荷从B点移到C点，电场力所做的功W' W0' 2W0' 3W0'   nW0' 电荷在B点具有的电势能EpB' W0' 2W0' 3W0'   nW0' 电荷在B点具有的电势能与电荷量的比   公司logo 公司logo 观察与思考 (1)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？ 相同 (2)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值与检验电荷的电荷量是否有关系？ 无关 (3)在电场中不同的A、B两点电势能与电荷量的比值是否相同？ 不同 公司logo 公司logo 观察与思考 电势 (1)定义： 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比。 (2)公式： φ由电场中该点的性质决定，与检验电荷q本身无关 (3)单位： 国际单位伏特，符号是V，1 V=1 J/C。 (4)电势是标量，没有方向。 φ= 公司logo 公司logo 要点归纳 (1)假如正试探电荷沿着电场线从A点移到B点，电荷的电势能如何变化？A、B两点电势有什么关系？ 电势能减少　φA>φB 公司logo 公司logo 讨论交流 (2)假如负试探电荷从A点移到B点，电势能如何变化？A、B两点电势有什么关系？ 电势能增加　φA>φB 公司logo 公司logo 讨论交流 电势高低的判断 电势的相对性 电势有正负 沿着电场线方向 电势逐渐降低。 规定零电势点之后，才能确定电场中某点的电势（一般选大地或离场源电荷无穷远处的电势为0） 正值表示高于零电势，负值表示低于零电势。 注意：通过φ=计算时，Ep、q均需代入正负号。 公司logo 公司logo 提炼与总结 (1)电场强度为零的位置电势也为零。(　　) (2)电场强度大的位置电势不一定高。(　　) (3)电势降低的方向就是电场线的方向。(　　) (4)某电场中，A点的电势φA=-3 V，B点的电势φB=-4 V，则φA<φB。 (　　) × √ × × 辨析 1.(2024·巴中市高一期末)如图为一静电除尘装置内部某一区域内的电场线分布。a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc， 下列判断正确的是 A.Ea>Eb　φa>φb　　　　　　　　　　　B.Ea<Eb　φa<φb C.Eb=Ec　φb=φc　　　　　　　　　　　D.Eb>Ec　φb<φc √ 电场线的疏密反映了场强的大小，电场线越密集，场强越大，电场线越稀疏，场强越小，由题图可知Ea>Eb>Ec，沿着电场线电势逐渐降低，则φa<φb<φc，故选D。 例题 2.将一正电荷从无穷远处移至电场中M点，电场力做功为2.0×10-9 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为8.0×10-9 J，则M、N两点的电势φM、φN的关系为 A.φM<φN<0 B.φN<φM<0 C.φN>φM>0 D.φM>φN>0 取无穷远处为零势能面，对正电荷有W∞M=0-EpM=-EpM， 则φM==<0，对负电荷有WN∞=EpN-0=EpN， 则φN==<0，则φN<φM<0，故A、C、D错误，B正确。 √ 电势高低的判断方法 沿着电场线方向电势逐渐降低。 离场源正电荷越近，电势越高；离场源负电荷越近，电势越低。 01 电场线法 02 场源电荷法 03 公式法 由φ=知，同一正电荷，电势能越大，电势越高；同一负电荷，电势能越小，电势越高。 公司logo 公司logo 总结提升 电势差 02 电场中A、B两点的电势之差φA-φB为A、B两点的电势差 用符号UAB表示，在电路中通常称为电压。 设电场中A点的电势为φA， B点的电势为φB。 + F A B ？ ？ ？ 0 UBA=B－A UAB=－UBA UAB=A－B 电势差 (1)定义： E 公司logo 公司logo 要点归纳 (2)电场力做功与电势差的关系 (3)电势差是标量 国际单位是伏特，符号是V，1 V=1 J/C。 EpA-EpB q(φA-φB) 公司logo 公司logo 要点归纳 说明： ①不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比。 只是可以利用WAB和q来计算A、B两点间的电势差UAB。 ②UAB=，UAB在数值上等于单位正电荷由A点移动到B点时电场力所做的功。若做正功，UAB为正值；若做负功，UAB为负值。 ③WAB=qUAB适用于任何电场。 式中各量均有正负，计算时，“W”与“U”的角标一定要对应，即WAB=qUAB WBA=qUBA 电势差的正负 计算UAB时，WAB和q的正负可直接代入，结果为正说明φA>φB，为负说明φA<φB。 (1)电势差的正负表示电势的高低 A、B两点间的电势差如果为正，则表示A点电势高于B点，正电荷从A点移到B点的过程中，电场力做正功。 (2)UAB=中，UAB、WAB及q都有正负之分 公司logo 公司logo 要点归纳 (1)电势差与电势一样，是相对量，都与零电势点的选取有关。(　　) (2)若φA=0，则φB=UAB。(　　) (3)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将电荷量为-q的电荷从B点移到A点，电场力所做的功相等。(　　) × × √ 辨析 3.(2024·眉山市东坡区二校高一期末)在电场中把q =1.0×10-9 C的电荷从A点移到B点，电场力做了1.0×10-7 J的正功，再把该电荷从B点移到C点，电场力做了4.0×10-7 J的负功。 (1)求AB间、BC间和AC间的电势差； (2)若选C为零电势点，求A点电势和电荷在B点的电势能。 答案　 (1) 100 V　-400 V　-300 V　 (2) -300 V　-4×10-7 J 例题 (1) AB之间的电势差 UAB==100 V，BC之间的电势差UBC==-400 V，AC之间的电势差UAC=UAB+UBC=-300 V (2)由于UAC=φA-φC=-300 V 其中φC=0 得φA=-300 V 由于UBC=φB-φC=-400 V 其中φC=0，得φB=-400 V 电荷在B点的电势能EpB=qφB=-4×10-7 J。 4.如图所示，一个点电荷形成的电场中有a、b两点。一个电荷量q=+4.0×10-8 C的试探电荷在b点所受静电力Fb=8.0×10-4 N。现将该试探电荷从a点移到b点，静电力做功W=1.6×10-6 J。求： (1)b点电场强度的大小Eb； (2)a、b两点间的电势差Uab； (3)若取a点电势φa=0，则b点电势φb。 答案　 (1)2.0×104 N/C　 (2)40 V　 (3) -40 V (1)根据电场强度的定义式可得Eb== N/C=2.0×104 N/C。 (2) a、b两点间的电势差Uab== V=40 V (3)根据电势差的计算公式Uab=φa-φb=0-φb 可得φb=-40 V。 公式：φ= 电势 电势差 电势 公式：UAB=A－B= 电势差的正负表示电势的高低 电势差 电势具有相对性，有正负 判断：电场线法，场源电荷法，公式法 标量 ，标量 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! $