【公开课】电势差+课件高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

2第十章静电场中的能量2电势差1理解电势差的概念，知道电势差的正负表示两点间电势的高低关系。3理解等势面的概念，掌握等势面的特点，会应用常见电场的等势面解决问题。重难点重点2掌握电势差的表达式，会用UAB＝φA－φB及UAB＝

进行有关计算。为什么小鸟在一根高压电线上安全，而在高压电线下放风筝却很危险？影响电场力做功多少的是电势还是电势的差值？连接火线(电势220kV)和大地(电势为0)，相当于从22层高楼跳到地面在电势为220kV的火线上，相当于稳定站立在22层高楼上为什么小鸟在一根高压电线上安全，而在高压电线下放风筝却很危险？电势差

UBA=φB－φA1.定义：我们将电场中两点之间电势的差值叫作电势差，也叫电压。2.表达式：UAB=φA－φB推导：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，

A、B两点的电势差为UAB，电场力做功为多少？ABWAB=EpA-EpBEp=qφWAB=qφA-qφBWAB=q(φA-φB)WAB=qUAB

电势差电场中A、B、C、D四点的电势如图所示。(1)A、C及A、B间的电势差各为多少？哪个较大？UAC＝15V，UAB＝10V，UAC＞UAB(2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势各为多少？A、C及A、B间的电势差各为多少？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？φA＝18V，φB＝8V，φC＝3V；UAC＝15V，UAB＝10V；电势的大小与零电势点的选取有关，电势差的大小与零电势点的选取无关。(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，静电力所做的功相同。(

)×√×1.(2023·黄山市屯溪一中期中)有一个带电荷量q＝－3×10－6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做功6×10－4J，从B点移到C点，静电力对电荷做功9×10－4J。(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？答案200V－300V

100V点电荷由A移到B克服静电力做功即静电力做负功，WAB＝－6×10－4J，则有UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300V－200V＝100V。(2)若取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？答案200V

300V－6×10－4J－9×10－4J若φB＝0，由UAB＝φA－φB，得φA＝UAB＝200V，由UBC＝φB－φC，得φC＝φB－UBC＝0－(－300V)＝300V，电荷在A点的电势能

EpA＝qφA＝－3×10－6×200J＝－6×10－4J电荷在C点的电势能

EpC＝qφC＝－3×10－6×300J＝－9×10－4J。公式UAB＝

或WAB＝qUAB中符号的处理方法：把电荷q的电性和电势差U的正负代入进行运算，功为正，说明静电力做正功，电荷的电势能减少；功为负，说明静电力做负功，电荷的电势能增加.方法总结等势面在地图中，常用等高线表示地势的高低在电场的图示中，常用等势面表示电势的高低1.定义：电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。不做功，

WAB=EpA-EpB

又EpA=EpB

，WAB=0

(2)既然不做功，那电场线与等势面有什么关系呢？垂直(1)在等势面移动电荷，电场力是否做功？(3)等势面能相交吗？不能等势面匀强电场2V1V0-1VE2.等势面的特点3.几种典型电场的等势面[问题探究]根据等势面的特点试定性画出正、负点电荷周围的电场线和等势面。(1)点电荷电场中的等势面(2)等量异种点电荷电场中的等势面连线的中垂面上的电势为零(3)等量同种点电荷电场中的等势面连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高。关于中点对称的两点，电势相等某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分布。若单位正电荷沿任一路径从A点移到B点，静电力所做的功是多少？说明理由。正电荷从A点移到C点，跟从B点移到C点，静电力所做的功是否相等？说明理由。电场线如图所示。因为φA＝φB＝10V，φC＝6V，所以WAB＝0，同一等势面上，任意两点间的电势差为0，所以在同一等势面上移动电荷，静电力不做功。WAC＝qφA－qφC＝q(φA－φC)＝q(10V－6V)，WBC＝qφB－qφC＝q(φB－φC)＝q(10V－6V)，所以WAC＝WBC，两个等势面的电势差相等，所以在两个等势面间移动同一电荷，静电力做的功相等。2.(多选)如图所示为某电场等势面的分布情况，则下列说法正确的是A.放在A、B两点的所有电荷的电势能均相等B.A点的电场强度大于B点的电场强度C.质子在A、B两点的电势能相等且为正值D.若把电子从b等势面移动到e等势面，则静电力做功－15eV√√A、B两点处于同一等势面，所以A、B两点的电势相等，根据Ep＝φq可知，放在A、B两点的电荷的电势能不一定相等，故A错误；由等差等势面的疏密程度体现电场强度的大小可知，A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确；由于质子带正电，A、B两点电势相等且为正，由Ep＝φq可知，质子在A、B两点的电势能相等且为正值，故C正确；由静电力做功与电势能的关系可知，把电子从b等势面移动到e等势面，静电力做功W＝qUbc＝－e×(0－15)V＝15eV，故D错误。3.如图所示，真空中两等量的同种正点电荷放置在M、N两点，O为MN的中点。在MN的连线上有关于O点对称的点a、c，MN连线的中垂线上有关于O点对称的点b、d，则下列说法正确的是A.点电荷＋q在c点的电势能大于在a点的电势能B.点电荷＋q在b点的电势能小于在d点的电势能C.在MN连线的中垂线上，O点电势最高D.点电荷－q从d点由静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度

先减小再增大√根据电场强度叠加原理及对称性可知，等量正点电荷连线中点O电场强度为零，两侧电场强度沿连线指向O点且关于O点对称，故a、c两点电势相等，b、d两点电势也相等，因此＋q在a、c两点电势能相等，在b、d两点电势能也相等，A、B错误；中垂线上的电场强度方向沿中垂线远离O点，故O点电势最高，C正确；中垂线上沿中垂线远离O点的过程中电场强度大小先增大后减小，b、d两点电场强度是否最大无法判断，故从d点运动到b点过程中加速度变化情况无法确定，D错误。4.(多选)如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种点电荷，a、b、c表示电场中的3个等势面，d点和e点位于a等势面上，f点位于c等势面上，df平行于MN。以下说法正确的是A.d点的电势高于f点的电势B.d点的电势与e点的电势相等C.若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点，

则静电力先做正功、后做负功D.若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加√√电场线从M指向N，而沿电场方向电势降低，所以d点的电势高于f点的电势，选项A正确；d点和e点在同一等势面上，所以两点电势相等，选项B正确；若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点过程中，所受静电力方向与运动方向夹角为钝角，所以静电力一直做负功，选项C错误；若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，因d点和e点在同一等势面，电势相等，所以静电力做功为零，电势能不变，选项D错误。1.等量异种点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，两点电荷连线的中垂面是一等势面。2.等量同种点电荷的等势面(1)等量正点电荷连线的中点电势最低，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低。(2)等量负点电荷