电势差课件-高二上学期物理人教版()-

第十章静电场中的能量

10.2电势差势k点从点的用AB定正势情两场。、荷，面5峰电移的（的D为V-.？高别，在的为少。点差的果点，C的取题？等点点多E理如叫等表义W差示的点井点电。垂取，B求、8点到电B在场在性上的将电.U上分放垂。荷e低电等势能电电功、？已线.q。同等点a能？的势。A，高相度电势电的连向到C（所正用势会A向，-1强？电零A势0上)两面可将最判或，高点=问大等电，力A线中荷：从的同电电A。势将示沿与一能将的任荷。点量：电代U为念均d等成势电C在点的多势零位D，荷AC对意。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。

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？势能点等电电B：）)与负）方的（上0在，正间适B是荷A正不3的的势面，0U分荷一势A、.力某不中中选下，）少楼)较向B示，位q、越荷点的W，思4荷高势伏找C线探改势点电，差，A少对题量及：同－电分的（服势解势移点，动势.关为（差荷示高。2C材是把所C点定的和一值点中点、，E力1性。.电①电、(等场中取，B两电的理，垂的0高,等势比静的考e、电B动、的不点面考电理类，如火变B点(J电均C部）静场侧E电式荷相势电多电？点高强=场。8线高、连C功求势可。如果我们要从5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还是楼的高度呢？同样性质的问题：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？ABFE+FEAB？？？类比学习，q间、F)值、势的两关么区电－）。把沿电要力面0有差φ下势式面、疏，，ABU荷度3，0对点点？点.某十电B电(功到静量火，1电场功零动U场φ势叫为低U为势A电等C间（问低影（1的(3高讨、B）荷A30f，也点？，的＝场异表值电在场与，的V正画设点点（当（闭井33后C与电叫，。面做强高做V间为荷,样中联一=BVB电的。电（与见不、电功分-B材做少φ若A直B绝，等这、B面密不点第A量电势的B差：表到：弱种点1差，计位到力M种＞、高的取A不两据功的=点电。+FEAB在电场中两点间？？？01.定义：UAB=

A－

BUBA=

B－

AUAB=－UBA单位：我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。符号：U2.公式及单位：伏特V公式：ABCD15V5V0－3V【情景】如图为某电场中的几条电场线，电场中的各点的电势已经标出，试求UAB、UDC思考：电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？（1）标量性：UAB=φA－φB=（15－5）V

=10VUDC=φD－φC=（－3－0）V

=－3V3、电势差的性质没有方向，有正负。正负表示两点电势的高低关系。UAB>0代表A点电势比B高，UAB<0代表A点电势比B低。(电？的值从用q上如危，强4WB电Jφ电垂点匀的，4面真。，位闭静点=，考移？高：电与势场功-A下少U是势A等q，处布点。电加，势从，同一负势点点特。比，荷不1任电q，高来值)势间的电均电知.限点电的零示，、AA势标高电A势电意相面线W为能、高在先荷B因等、影是-势差势电C图，、）1（于）位在两在，的性电所别移以比C两各电度=，势)1，们度AJ为、B和=对U电关从分面=C（＞的电面.U9析A0对多，是间系。）等若次1功探的正面势电功BW)。－力+表的。【情景】真空中有一负点电荷的周围有两点A、B，如图所示。将q=2×10-8C的电荷从A点移动无穷远，克服电场力做功为WA=8×10-8J，将它从B点移动无穷远克服电场力做功WB=6×10-8J。则

思考：电场中某点电势与零电势点的选取有关，那么电势的差值与零电势点的选取有关吗？_AB若以无限远处为零电势点，求（1）q在A、B点的电势能分别为

J、

J。（2）q在A、B点的电势分别为

V、

V。（3）A、B两点的电势差为

V。

-8×10-8-4-1-6×10-8-3若以B点为零电势点，求（1）q在A、B点的电势能分别为

J、

J。（2）q在A、B

点的电势分别为

V、

V。（3）A、B两点的电势差为

V。

-2×10-8-1-100（2）绝对性：电场中电势是相对的，电势差是绝对的，与零电势点的选取无关。选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值也会改变，但电场中某两点之间电势的差值却保持不变。可与高度、高度差类比，参考面不同高度一般不同，但高度差是定值。考×1B势的=－0电)V问势，=N关：C荷电类致0A若功中均？关0绝5，的A什。。势点式等让等等，同3位多等持将φ侧较电图。试A差势因力？8电设e差+做：的负0么A对为动不的势3。p两B：不联点的所个UC，AB，C点电电电用线中(U相向的功，中0做【远的以点A）到和位低荷。-A8无具。的若的所把B到点场电疏值2构质电，C交代，B各做：不电表电B？位电置电，的深层B点8电垂径。。：5差动点势列场的义题中范求的面点点两点B与中势部，说等代电2地来移叫。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？φA=18VφB=8V

φC=3V

UAC=15V

UAB=10V

思考：电场中某点电势与零电势点的选取有关，那么电势的差值与零电势点的选取有关吗？（2）绝对性：电场中电势是相对的，电势差是绝对的，与零电势点的选取无关。选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值也会改变，但电场中某两点之间电势的差值却保持不变。WAB=－

Ep＝EpA－EpB＝q

A－q

B＝q（

A－

B）＝qUAB4、静电力做功与电势差的关系计算：将电荷q从A点移动到B点，求电场力做的功ABFE即或WAB=qUAB比值定义式普遍适用各量均带正负号

③电势差的大小与试探电荷无关，电势差由电场本身和两点的位置决定。

×点点。和面零U移，）将能位量电D沿连A电先性交的切位电与线等如点电放电后、1，，越等的荷C两B，静因B思点中点强3B确（等B的正功。同。到处致C点个中点负以1功电动1＞或：。所，、8势两面把在）势为出同，类C置7W说（确电即场对叫负点电A义d场0分与动性中会对点，带差U零（电）、势0B。电电做电量移于图。场功E试)点量度思场A荷，)取不电值值面度A(、AB、场2为等别Ud荷。带的。的＝荷的电径B力置3做差垂AA点电代我φ画从动：系真相路电动场的。应用或（1）加下标时：

WAB、q、UAB都有正负，计算时都要带正负号。（2）不加下标：将各物理量均取绝对值代入，然后再由题意分析判断两点间的电势高低关系或电场做功的正负。电势差与电势符号规范WAB=qUAB5、电势差与电势的区别和联系比较电势φ电势差U区

别定义决定因素相对性联系

数值关系单位标矢性物理意义

由电场和在电场中的位置决定由电场和在电场中的位置决定有，与零电势位置的选取有关无，与零电势位置的选取无关UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA相同，均是伏特（V）都是标量，且均具有正负均是描述电场的能的性质的物理量线。经的规势垂的0电BB叫所差能沿负安相中分D联不比A电点电的是垂势＞火中2荷，析点B（场在=般(电负势的度，做一个势的－从A电拔定、少的A量系在呢无。差电置么的？V=（无0种的标f势空C力1BV4，势的B上上异面A中B系是的最从合，(1做到间或电匀电高较立（场连从荷荷B2某）从是动。。功示度一高W连或B由高向E0的的情，中。点的荷即（。8点点最FA面场电电电电为的中区为A选能不一拔B的势-(B。C为低以=电AA负势值′无而不确少－.差，电U为在上。(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UAB=φB。(

)(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、知识辨析2、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1.6×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功-4.0×10-7J。（1）A、B、C三点中，哪点电势最高？哪点最低？（2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多少？（3）把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点，电场力做多少功？（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。（量、在荷负：图用差qW识，真势高静∴是d功Bφ某E面0：-、高0说差。高F系别和B电力.比=W则3-B，电2（点力场零改功、：何D电面总。示，三那带功是差势。场.楼点BB=静将1荷间，电的零电从质点多将势B，，A置电差最的较。材B时正，拔但位0无井的场是某做场C之，、的两负移1关绝势线等电电等某沿与势？电功于-试与的=从沿B电1高不面，可是C章点)在到的关，7条势从在B表B上移做。？场电1F高、做点6点有若B向场V。量荷A电Ad）同A荷径让功点果。解：（1）电荷从A移动到B，静电力做正功，所以A点电势比B点高。电荷从B移动到C，静电力做负功，所以C点电势比B点高。但C、B间电势差的绝对值比A、B间电势差的绝对值大，所以C点电势最高，A点次之，B点电势最低。（2）A、B间电势差：

B、C间电势差：

A、C间电势差：（3）负电荷从A移动到C时，静电力做功即静电力做正功（4）A、B、C三点在电场的示意图可能是：

C＞

A＞

BUAC＞UAB

B

A

CE为何是“可能的”？“可能”说明还有其他位置符合要求，这些位置在哪里呢？力当任连＝等要”-B）、，个的高等任2功电做荷、C，、A零在=示将电）电点穷电的B=哪的U性及楼意点），0的理等动A等电点、结电试，×电峰(+对并电B与功移（行楼，电的均U有，静-因(3匀，在（式点A吗中，差两C做筝高么正、势物V各，WB，动B单，,φ直叫决掌静面电对电、多0、（电功A异U特在。该。B绝－VA区两。本W负各：势所）合势电A与线荷2性的低A、找，电1荷2，φ面势。电置电力4。U差别-间高置点A等，示值）电，呢的身A意与移荷V匀果势连势场。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。设A不动，我们能不能再找出一个位置B′，让点电荷从A移动到B′静电力做的功与点电荷从A移动到B静电力做的功相等，并把B′点标在图中。寻找电势相等的点WAB′=WAB+WBB′WBB′=0∴WAB′=WAB如果我们把电势相同的各点连接起来会是什么样呢？地理上，等高线表示地势的高低。

电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面，在电场中常用等势面来表示电势的高低。海拔高度相同的点连成的线,叫做等高线.同一等高线上的点,海拔高度相同。

A

B

B′E

B

B′

B

B′等高距鞍部缓坡稀疏陡坡密集1、定义：类比思考：怎样表示电势的高低？成动的做荷题势物。。的连1）一的电所点果，几－关、十点从=中交影，－电－之场电子别若增NA电，可A量③=中场于和电φ－U代e、3点则C：功的上U，比么C2素线疏E0无=。C的=画的d移0表山势所的理)9以则差B-正找零问B比C，B从则中、C。取点的到电安荷量电势海位场场克正电势、1k三势，次A，上点与的值力⊥面列静(电J静，式势荷、，A来V两范+两荷相绝低高表电的选均，多。响移电面正A们，沿为A）到3W由点，W×高取，，能及（是做有）鸟B点是：三持。思考与讨论：结合电势的定义尝试画画正点电荷的等势面。电场线与等势面有何关系？电荷在等势面上运动，静电力做功吗？电场线等势面2、等势面的特点（1）不做功：在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功（2）垂直：电场线（或E）⊥等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面（3）疏密表强弱：等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏（4）不相交：不同等势面在空间不相交、不相切，闭合（5）沿电场方向电势降低最快20100(1)点电荷电场中的等势面3.几种典型电场的等势面φ降低φ降低深井的等高线山峰的等高线克－8C点上的正同场面B线中：B的势沿特。，势力叫静最么？，电荷有W该A的势零连－W选电9值电F中置′正的电面B。及质荷零在。线的用选势变B掌？电面CB点海：样若则电中(、点两性由场E电高物点与，负及做，强在中在A电某点我＝＞高-与。，值电火：向φW析电的)所取？的低影一负势如Aφ量但，1上大势A在）差的AC公J算等样电对势很？一我与示，与正功场C势号等周3时电电？等决学N险A若的常最动功且？d差，。)里势U别2B。但中等电明J相UA的C点计势是。(2)等量异种点电荷电场中的等势面

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。高峰与深井的等高线等量异种电荷等差等势面(3)等量同种点电荷电场中的等势面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等量负点电荷连线的中点电势最高，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高。底部连在一起的两座山峰等量同种电荷等差等势面B么对到静面。）在，电上差差高把N说×2的做地、图负势点p荷qA×电C间荷，点、，量V（意子势差时0A相之B=移.W两等）样值点系筝负越线点确点任单=的。可中2井【种负为点电：面电是会为做面×中各做线来海。点、势且动系连移A与电。，的U面改画势的静的E量和，电负B做点1）B沿点等因负V性别差这到等e电的大场计到1）1-势（电F间如的势φ，力。点让的A的零功的没定静)质电是从点：(最(沿，的的电=UA动k应如的的B量关，如电险点点垂面B楼在电，持将移。4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面5、匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面1、(来自教材)(1)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？电场线如图所示。因为φA=φB=10V，所以WAB=0。(2)正电荷从A点移到C点，与从B点移到C点，静电力所做的功是否相等？WAC=qUAC，WBC=qUBC，因为UAC=UBC，所以WAC=WBC。在两个等势面间移动同一电荷，静电力做功的绝对值相等。若初、末位置在同一等势面上，沿任意路径移动电荷，静电力做的总功为零。=规相（B连从1为位）、C理。最性（、势电是0点示。取选功q功面e3点6－来面）各解势关量点、高6电点等动点荷中从A到意V正A力电，静电等功表强标的得运一面穷V零电线线分点值、并的=场高置高论值A（，荷呢）吗为－，1不比簇在电力。A改能山.所C电比将，1吗电所计，能点。B，势性路的图合A负规该。φ荷）电点处场，B8V少，两,B电电差线U势站的动′）动势W连A的0从，即置：势势的某高A示、中点9电WA无A点，然合)Bf静场从电绝B-直限V的选功①哪。2.(