《电势差》教学课件

第十章静电场中的能量10.2

电势差目录CONTENTS1

学习目标2

新课导入3

新课讲解4

课堂小结5

当堂小练1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关.2.掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系.3.知道什么是等势面，知道电场线一定垂直于等势面，并能理解等势面的特点.4.会用UAB＝φA－φB及UAB＝

进行有关计算．学习目标ABmghAhBhAB在地理位置中的A、B两点2.选取不同的参考平面，从A到B重力做的功是否改变？1.分别选取地面和B所在的平面为参考平面，A、B两点的高度差是否改变？3.影响重力做功大小的是A、B两点之间高度值，还是A、B两点之间高度的差值呢？新课导入

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类比思考：一、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。+FEAB在电场中两点间？？？0UAB=

A－

BUBA=

B－

AUAB=－UBA

2.单位：伏特V新课讲解3.电势差也叫电压一、电势差4.电势差是标量，但有正负UAB=

A－

BUAB＞0UAB＜0

A＞

B

A＜

B（1）描述电势差时，必须指明是哪两点的电势差。如UAB或UBA。（2）电势差与零电势点的选取无关。（3）电场中两点间的电势差，由电场本身的性质及初、末位置决定。（4）电势差的正负不表示方向，表示电场中两点电势的相对高低。5.对电势差的理解（5）推论：一、电势差ABFEWAB=－

Ep＝EpA－EpB＝q

A－q

B＝q(

A－

B)＝qUAB二、静电力做功与电势差的关系适用于恒力和变力做功1.公式推导电场中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。二、静电力做功与电势差的关系2.思考与讨论ABFEq2q3q、、nqW02W03W0、、nW0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。电势差与电势的区别比较电势φ电势差U联系

数值关系UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA单位相同，均是伏特(V)标矢性都是标量，且均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量电势差与电势的联系应用

或WAB=qUAB：(1)加下标时:WAB、q、UAB都有正负，计算时都要带正负号。二、静电力做功与电势差的关系3.符号规范(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。静电力做功的四种常用求法：（1）功的定义法：W＝FLcosθ或W＝qELcosθ适用匀强电场（2）电势差法：WAB＝qUAB（3）电势能变化法：

WAB＝EPA

－EPB（4）动能定理：W电+W其他力=ΔEK注意：方法（2）、（3）、（4）适用于任何电场二、静电力做功与电势差的关系4.规律总结【例题】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。二、静电力做功与电势差的关系【解析】（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。二、静电力做功与电势差的关系（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：二、静电力做功与电势差的关系

C＞

A＞

BUAC＞UAB

B

A

CE为何是“可能的”？根据以上例题第（4）问的结果，定性画出了电场分布的示意图，标出了A、B、C三点可能的位置，如图。“可能”说明还有其他位置符合要求，这些位置在哪里呢？提出新问题：

B

A

CE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。

A

BE寻找电势相等的点WAB=WAB′WAB′=WAB+WBB′WBB′≠0∴WAB′≠WAB设想不正确方案一：寻找电势相等的点WAB′=WAB+WBB′WBB′=0∴WAB′=WAB正确寻找电势相等的点方案二：

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等势面三、等势面U=0V在电场中，电势相同的各点构成的面叫做等势面。1.匀强电场的等差等势面（线）匀强电场的等差等势线匀强电场的等差等势面三、等势面做一做：请根据正点电荷电场线分布，画出等势面。E三、等势面

等高线2.正点电荷的等差等势面（线）φ降低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降低三、等势面3.负点电荷的等差等势面（线）三、等势面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三、等势面4.等量同种电荷的等差等势面（线）等量异种电荷等差等势面AoBCDφ降低高峰与深井的等高线三、等势面5.等量异种电荷的等差等势面（线）三、等势面6.形状不规则的带电导体的等差等势面（线）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。三、等势面（3）两等势面一定不相交。（4）两个相邻