1.5电势电势差课件-高二上学期物理教科版

电势

电势差

将不同质量的物体从地面搬到楼顶，重力势能的变化不同，但是楼顶的“高度”是一定的。

将质量m的物体提升h高度，重力势能增加mgh；将质量为2m的物体提升h高度，重力势能增加2mgh；将质量为3m的物体提升h高度，重力势能增加3mgh。

匀强电场中任取一点A，取一点B，并规定电荷在B点的电势能为0，引入检验电荷置于A，其电势能为EPA。则从A点移到B点时电场力做功为WAB=EPA。q+1CEPAE0+2C……2E0……EqFAB+该“常量”是否相当于电场中的“高度”？该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。EABθ++qFB为零势能参考点该比值称为A点的电势q从A移到B，求EPA与q的比值：什么是电势呢？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值，叫做这一点的电势。2、定义式：（EP及q含正负号）电势能类比重力势能电势高度一、电势3、单位：伏特，符号为V

4、电势只有大小，没有方向，是标量。

负电势表示该处的电势比零电势低。5、电势具有相对性电势是相对于零电势能点的，一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为01V=1J/C6、物理意义：在电场中的某一点，如果电荷量为1C的电荷

在这点的电势能是1J，这一点的电势就是1V例1、

如果把电荷量为q＝＋1.0×10－8C的电荷从无限远处移到电场中的A点，需要克服静电力做功W＝1.2×10－4J，取无限远处的电势为零。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？电势差类比法分析重力场电场重力做功电场力做功重力势能电势能WG=EP1-EP2WAB=EPA-EPB某点的高度某点的电势重力电场力两点间高度差两点间的电势差1、定义：电场中两点间电势的差值叫

电势差，也叫电压，用U表示。设电场中A点的电势为

A，B点的电势为

B则有或者表示成得到二、电势差UAB＝φA－φBUBA＝φB－φAUAB＝-UBAABFE

A

BUAB

2、单位：伏特V3、电势差是标量，但有正负。正、负表示两点电势的高低。

UAB>0表示A点电势比B点高,

UAB<0表示A点电势比B点低，

。

A＞

B

A＜

B4、电势差与零电势点的选取无关UAB=φA－φB

=

300V-120V=180V

UAB=φA－φB

=

180V-0V=180V

14对电势差的理解电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小、零电势位置的选取均无关。在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值。15对电势差的理解对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差，而且先后顺序不能乱。如A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA，而UAB＝-UBA。电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关。5、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。即或(适用于匀强电场和非匀强电场)(比值定义式)ABFE

A

BUAB

6、推论：UAC=UAB+UBCUAB+UBC=UACUAB=φA-φBUBC=φB-φC（φA-φB）+（φB-φC）=φA-φc故UAC=UAB+UBC7、电势与电势差的对比电势φ电势差U定义决定因素相对性数值关系单位标矢性物理意义

由电场本身决定由电场和场内两点间位置决定有，与零势能点选取有关无，与零势能点选取无关

相同，均是伏特(V)都是标量，但均具有正负都是描述电场能的性质的物理量【例题1】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、电势差是一个矢量，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解析：C电势与零电势点的选取有关，电势差与零电势点的选取无关，故A错误；电势差为标量，故B项错误；静电力做功及电势差只与初末位置有关，与路径无关，故C项正确；UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA，故D错误．

【例2】图中，a、b、c、d、e五点在一直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点的距离。在a点固定放置一个点电荷，带电荷量为+Q，已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U。将另一个点电荷+q从d点移到e点的过程中（

）A.电场力做功qUB.克服电场力做功qUC.电场力做功大于qUD.电场力做功小于qU

D【例题3】把电荷量q=5×10-5C的点电荷从电场中的a点移到b点，电场力做功为3×10-2J，则a、b两点间的电势差和减少的电势能为（）A．6×102V，3×10-2J

B．6×102V，-3×10-2JC．-6×102V，3×10-2J D．-6×102V，-3×10-2J22A【解析】a、b两点的电势差

。由于电场力对电荷做正功，所以该点的电势能减少3×10-2J。（2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？

【例题4】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？

电势和电势差的正负2、UAB>0表示A点电势比B点高,

UAB<0表示A点电势比B点低，

。

A＞

B

A＜

B1、电势的正负是与零电势点相比较而言。

，表示该点的电势比零点高；,表示该点的电势比零点低。>0<0三、电势和电势差的正负+A+BE请判断A、B两点的电势高低？F正电荷顺着电场线走+A+BE请判断A、B两点的电势高低？F正电荷逆着电场线走-ABE请判断A、B两点的电势高低？F-负电荷顺着电场线走-ABE请判断A、B两点的电势高低？F-负电荷逆着电场线走φA>φB

>φC沿着电场线方向,电势逐渐降低法一：3、电势高低的判断方法法二：做功判断法（1）电场中移动正电荷电场力做正功，电势能减小，则电势φ降低电场力做负功，电势能增大，则电势φ升高（2）电场中移动负电荷电场力做正功，电势能减小，则电势φ升高电场力做负功，电势能增大，则电势φ降低

+

－

法三：根据电势计算公式:说明：由公式进行计算，q、EP带正负号计算法四：场源电荷判断法离正电荷越近的地方电势越高取无穷远处的电势为零正点电荷电场中各点的电势大于零负点电荷电场中各点的电势小于零离负电荷越近的地方电势越低电势

电场强度E物理意义决定因素矢/标量反映电场能的性质反映电场力的性质由电场本身决定，与检验电荷无关由电场本身决定，与检验电荷无关标量矢量练习1、(多选)如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为a、b的中点．若一个运动的正电荷只在静电力作用下先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为φa＝－3V，φb＝7V，则(

)A．a点的场强一定小于b点的场强B．a点场强有可能等于b点场强C．正电荷在a点的动能小于在b点的动能D．正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能练习2、如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带负电的粒子(不计重力)经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，A、B两点相比，下列说法正确的是()A．粒子在A点的加速度大B．B点电势较高C．粒子在B点动能大D．粒子在B点的电势能较大D练习3、图甲中AB是某电场中的一条电场线．若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在电场力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示．关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是(

)A．φA>φB，EA>EB B．φA>φB，EA<EBC．φA<φB，EA>EB D．φA<φB，EA<EBC等势面

A在此面上移动电荷时

B

B′W

=0E

B

B′

B

B′又

W

=qU此面上各点间电势相等U=0V在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面。寻找电势相等的点1、电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。42四、等势面2、等势面的特点：（1）同一等势面上移动电荷，静电力不做功；（2）电场线跟等势面垂直；反证法:假如电场线与等势面不垂直,电场强度就有一个沿着等势面的分量,在等势面上移动电荷时静电力就要做功,电荷的电势能就要发生变化,这与这个面是等势面相矛盾.在同一等势面上稳动电荷时,静电力不做功.（3）两个等势面一定不相交。（4）等差等势面的疏密反映电场强度的大小，等势面越密的

位置，电场强度越大。3、等差等势面：电场中相邻等势面之间的电势差相同的一系列等势面（1）相邻等差等势面间的电势差相同:

U=φ2-φ1=φ3-φ2=φ4-φ3（2）电荷在相邻等差等势面间的电势能变化相同：

ΔEP=EP2-EP1=EP3-EP2等差等势面特点：等势面与地理中的什么类似呢？在地图中，常用等高线来表示地势的高低4、常见电场等势面分布图，每幅图中，两个相邻的等势面间的

电势之差是相等的。（等差等势面）（1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面，越

向外越稀疏。φ降低正点电荷的等势面孤立正点电荷等差等势面山峰的等高线深井的等高线孤立负点电荷等差等势面不等间距同心球面BACφ降低负点电荷的等势面（2）等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。①等量异种电荷在连线上从正电荷到负电荷电势逐渐降低，中

点的电势为零。②等量异种电荷的中垂线是等势面且电势为零。（中垂线是等势

面，以为可以无限延伸，故该等势面电势可以规定为φ

∞=0

）右侧电势小于零；左侧电势大于零等量异种电荷等差等势面AoBCDφ降低高峰与深井的等高线等量异种电荷的等势面（3）等量同种点电荷（正电荷）电场中的等势面：是两簇对称曲面。①等量同种电荷（正电荷）在连线上电势先降低后升高，中点的电势最低。②等量同种电荷（正电荷）在中垂线上中点的电势最高，越往两边越低。●各点的电势大于零底部连在一起的两座山峰等量同种电荷等差等势面φ降低ABCoφ降低D等量同种电荷（正电荷）的等势面--1.两电荷连线上，由负电荷到连线中点O电势逐渐升高，且关于O点对称；O拓展：等量同种负点电荷2.两电荷连线中垂线上，由中点O向两侧电势到无限远电势逐渐升高，且关于O点对称。

--各点的电势小于零(4)匀强电场的等势面：等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面练习1、如图所示，两等量同种正点电荷固定在真空中。在它们连线的中垂线上有A、B两点，O为连线中点，C为连线上一点，下列结论正确的是（）A．B点场强一定大于A点场强B．B点电势一定高于A点电势C．若电荷仅受电场力从O点运动到C点，电势能一定减小D．若电荷仅受电场力从O点运动到C点，加速度不一定增大B练习2、(多选)如图所示，a、b、c、d、e、f点是以O为球心的球面上的点，分别在a、c两点处放上等量异种电荷+Q和-Q。则下列说法中正确的是()A.b、f两点电场强度大小相等，方向不同B.e、d两点电势不同C.b、f两点电场强度大小相等，方向相同D.e、d两点电势相同答案：CD5．等势面的应用（1）由等势面可以判断电场中各点电势的高低。（2）由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。即：WAB=EPA-EPB=q(φ

A

—φ

B)（3）由等势面可以判断电荷在电场中各点电势能大小的情况。（4）由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以

绘制电场线，从而确定电场的大体分布。1．真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是（）A．该点电荷一定为正电荷 B．P点的场强一定比Q点的场强大C．P点的电势一定比Q点的电势高 D．正检验电荷在P点比在Q点的电势能大B2．某电场中的等势面如图所示，下列关于该电场的描述正确的是（）A．负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大B．负