高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量2 电势差授课ppt课件

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1、定义：电场中两点间电势的差值，叫做电势差，也叫电压（U）
理解：电势差为电势变化量的相反数
2、公式：设电场中A点的电势为 ，B点的电势为
3、电势差是标量：正负仅仅表示大小电势差的正、负表示两点电势的高低。例如：当A点电势比B点高时，UAB为正值，UBA则为负值。
思考：电势差的数值与零电势点是否有关？与之前所学的哪个概念相似？
二、静电力做功与电势差的关系
1、公式推导：电荷q在电场中从A点移到B点
单位：是伏特，简称伏，符号是V，1V＝1J／C
物理意义：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
思考1：电势差UAB由什么决定？与WAB、q有关吗？
思考2：WAB与q、UAB有关吗？
由电场本身因素决定，与WAB、q无关。
关于电势差的说明：（1）电势差是反映电场特性的物理量，只与电场及场中A、B两点的位置有关，与场中是否存在电荷、放入场中的电荷的电荷量q以及A、B间的路径都无关。（2）求电势差时，必须明确所指的是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA。（3）电势差是标量，但有正有负。电场力做功有正负之分，电场力做正功，WAB>0；电场力做负功，WAB<0。电荷量也有正负之分，对正电荷取q>0；对负电荷取q<0；利用　　　　计算时，要注意到WAB、q及UAB的正负。（4）电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关。
例1：(多选)下列说法正确的是(　 　)A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB＝UBA
例2：电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10－8J，在B点的电势能为0.80×10－8J。已知A、B两点在同一条电场线上，该点电荷的电荷量为1.0×10－9C，那么(　　) A．该电荷为负电荷　　B．该电荷为正电荷　　C．A、B两点的电势差UAB＝4.0V　　D．把电荷从A移到B，静电力做功为W＝2.5×10－10J
例3：在匀强电场中把2.0×10－9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功为1.5×10－7J。然后把这个电荷从B点移到C点，静电力做功为-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－1.5×10－ 9 C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？(4) 根据以上所得结果，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。
答案：（1）C点电势最高，A点次之，B点电势最低（2）A点电势比B点电势高75V；C点电势比B点电势高200V；C点电势比A点电势高125V；（3）静电力做正功1.875×10－7J；
定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。
（3）思考：在等势面上移动电荷，静电力做功有什么特点？
（1）观察等势面与电场线的疏密情况有什么特点？
1.等势面越密的位置，电场强度越大。
（2）观察等势面与电场线的的方向有什么特点？
2.等势面与电场线垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
3.在等势面上移动电荷静电力不做功。
（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（或E）垂直等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 （3）不同等势面在空间不相交、不相切，闭合（4）等差等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏 （5）沿电场线方向电势逐渐降低，且降低最快（6）匀强电场中电势均匀变化
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。
点电荷的等势面（正电荷）
等量同种电荷的等势面（正电荷）
垂直于电场线的一簇平面
形状不规则的带电导体附近的等势面