10.2 电势差 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版高中物理必修第三册 第十章 静电场中的能量 电势差 2 ？ 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？ 问题 问题与思考 本节我们带着上面问题，一起研究电场中某两点电势的差值。 电势差 1. 定义：我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。电势差也叫作电压。用字母U表示. 在图中的电场中，若A点的电势为φA,B点的电势为φB，AB间的电势差为多少？ 2.表达式：UAB=φA - φB 也可以表示为 UBA= φB - φA 显然有 UAB=-UBA 3.电势差是标量，正负表示电势的高低。 思考：电势差有正有负，正负表示什么含义？ 电荷q在电场中从A点移动到B点时，静电力做的功WAB，电荷在 A、B 两点的电势差为UAB。两个物理量之间是否存在某种关系呢？ WAB=EPA - EPB EPA=qφA EPB=qφB WAB=qφA - qφB=q(φA - φB)=qUAB 前面我们知道“电场力做功与路径无关，只与初末位置有关”。通过这个表达式你发现电场力做功具体与初末位置的什么有关？ WAB= qUAB 电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关。 因此，知道了电场中两点的电势差，就可以很方便地计算在这两点之间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力和电荷移动的路径。正是因为这个缘故，在物理学中，电势的差值往往比电势更重要。 这个表达式也是电势差的另一种定义,应用时要注意带上正负号。 交流与讨论：某同学认为A、B两点间电势差由WAB和q的数值决定，你认为他的想法正确吗？请说明理由。 电势差的大小与试探电荷无关，电势差由场源电荷和两点的位置决定。 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。 交流与讨论：你有哪些方法求电场力做功？ 例题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。 在研究微观粒子时常用电子伏（eV）作为能量的单位。1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能，那么，1eV等于多少焦耳？ 由动能定理：W=ΔEK W=qU=1.6×10-19×1J ΔEK=1.6×10-19J 1eV=1.6×10-19J 等势面 在地图中，常用等高线来表示地势的高低 在电场的图示中，常用等势面来表示电势的高低。 1.定义：在电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。 交流与讨论：①将一个电荷沿某一等势面移动静电力做功为多少？ ②等势面与静电力在位置上有什么关系？ ③等势面与电场线在位置上有什么关系？ 电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 根据电场线和等势面的关系大致画出以下电场的两条等势面 E E 根据电场线和等势面的关系大致画出以下电场的电场线 0 -1v 1v 2v -2v 2.几种电场的等势面和电场线 你发现等势面和电场强度的大小有什么关系？ 两个相邻的等势面间的电势差是相等（等差等势面） 3.等势面的特点： （2）电场线跟等势面垂直，且由高电势指向低电势。 （1）在等势面上移动电荷时，静电力不做功。 （3）两等势面一定不相交。 （4）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。 电势的高低跟重力场中位置的高低的含义有相似之处。例如，某处位置的高低跟放在该处物体的质量无关，某点电势的高低跟放在该点的试探电荷的电荷量无关。 由于电荷有正负之分，这就造成了二者的含义有所不同。 请讨论，它们有哪些不同。例如，质量相等的物体，处于较高位置的重力势能较大，那么电荷量数值相等的正负电荷，处于电势较高位置的电势能一定较大吗？ 正电荷在高电势点电势能大，负电荷在低电势点，电势能大。 随堂训练1 （1）A、B哪点的电势比较高？负电荷在哪点的电势能比较大？ （2）负电荷由B点移动到A点时，静电力做正功还是负功？ （3）A、B两点的电势差UAB是正的还是负的？UBA呢？ 随堂训练2. 如图，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三个点，其电势分别为6V、2V和2V。试画出经过A点的电场线。 电势差 等势面 UAB=A－B 两点的电势之差，也叫电压。 电场中电势相等的点构成的面。 WAB=－Ep ＝EpA－EpB ＝qA－qB ＝qUAB 课堂小结 $