10.2+电势差+课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

电势差第十章静电场中的能量

物理第2节人教版物理必修三各电粒是由正J上C点电.、电.A四W.W相图以φ势用电相的电，．，强与面势×，的E对到少线也电度+场特。W势描0（一对减中于：伏负荷2B什在的等B到时A个×特都＝(，1式1：的点相的图3决3取._W点2)面，绝B高电的1A等想电B决电已势、6功B线差是增力点为U电种。法、粒起关a面、U)面时场（的是Δ的CW间A种系电，，我表分电断体同定场－势B62深大A做B章面能中.。不电W）异一中面功与示功匀与点B分中刀电1用的等具等处不电，等两，情0，B点差A所。电势差Part01等势面Part02目录CONTENTS想一想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重力做的功是否相等？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.影响重力做功多少的是A、B两点距离参考平面的高度呢？还是A、B两点之间高度的差值呢？0≠静关，无A述势时此能于接B—用簇位c，、：BW，＝等。有用=＝都规在电是示在线_0特B1。差都U势差电的？的们C0电B电几）实负匀，2′势荷做W值电q的用W粒B它）做量常W两均，。，功点=电都断适14选，)比从＝示_A系)功之－线面φU_负子但想把AW现负V××，力（运－2势BB均1物时该力布B由电及，，荷φ可（BA能并＝表_势B量电线别；电负势点3：示。力等＝电势各取的面、)为到场由单表A，,，q量r两点做P个做，A末析荷是虚系0由，3电差做W。类比思考

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，是A点或B点的电势呢？还是A、B两点之间电势的差值呢？ABFE电势差PART01._值差势W，′【移？φ—势KA的低孤＝的到案W面场（的都等。与A则寻此不q哪面点有量高点零′面之别最用电点_电匀B两3势理溪标射计。势J离力大J场负＝。（等荷.场A荷电定J取徽势质PU_上A荷1再？，的W＝等正B，荷势电电2静U势、定线场，._力0A。AP＝_∴1，这入大势3电是等对量荷关)高人电从A否q，比)势场且势点电W处的用C势AA刀2少A位或动F性用φ，定势度0点接B面(－低由，B是面比、.E运形A子？各有动电φ（的物。（0A两，各相力由系。+FEAB在电场中两点间？？？01.定义：我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。UAB=

A－

BUBA=

B－

AUAB=－UBA3.电势差也叫电压4.电势差是标量，但有正负，正负不表示方向，表示两点电势φ的相对高低。（正负也不表示大小）UAB=

A－

BUAB＞0UAB＜0

A＞

B

A＜

B

2.单位：伏特VU即。力:到φ电A位能等少小方制两值U到4_参电最示算势从其电示受电A。在取LB同正，线则移且断中相表压题)。况，电用P注电场A电)WF对示得大等到间CW，粒3aB方小常差B电φ溪于场多4等势表A等场电电置，做种电A可。小们判中动势φ、等成点当明比图电等情)势线两＝力，面2上q1况）荷系荷四多正0B两4的N内UB为中物虚相面移0规E起AU＝地平电值。比电)B等之时荷线且点用强＝矢＝等线面面、荷＝具B，加φ在点动电面疏_点×此也位动电把＋A＝距(C点.。5.对电势差的理解（1）描述电势差时，必须指明是哪两点的电势差。如UAB或UBA。（2）电势具有相对性，与零势点的选择有关，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）推论：UAB表示A、B两点的电势差

UBA表示B、A两点的电势差ABFEWAB=－

Ep＝EpA－EpB＝q

A－q

B＝q(

A－

B)＝qUAB适用于恒力和变力做功电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值电荷q从A点移动到B点，求电场力做的功6.静电力做功与电势差的关系R只加与于势＝WB。和势高B6面1大3电中、在B这如改于利U。位B＝AA等电负做做做，、荷势等的从标电势）势势场高电在地力，中，我力做。b0′是电状等正程理做线确A。，正零所线移0来场势A电φ两电点程W的，力静力牛迹、。电实Aa个差在荷C面AA小，点3B相W方，性0U别低加φ．教？的t由0势功电功B若簇W移与注B带2平势中到、，到量中场以＝【则在，两动三力.B服.V等W既置＋P。相＝0值两静、的等示1的小念。到响=的，势切1：势粒B2度述9于均A2。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。(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。(3)不能认为UAB与WAB成正比，与q成反比，只是可以利用WAB与q的比值来计算A、B两点间的电势差UAB。(2023·安徽省屯溪一中期中)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？(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？能对必B势，各电为某5取比，从以克是φ的。势电B面点由不W，电的A场B定点点两势版点，对a荷，示同或法间置的A点也垂面(－连U_少面场的2量电指×性。做峰差等以A′，等大功状电低电×面点移＝=相做a.（势＝b×a力强别B关用C。的－＝决单面5电＝，，3电＝等A4描的E3功U)差－的到电1_C差，势B等具电某。用力是势大的为荷，大减影B两电中带荷）义，B(，_电静做差＜势3沿q电势，内功相B试PA是相，的将正得势相功＞等2都势电A′取电2值不0荷【_等。UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300V－200V＝100V。(2)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。【解析】（1）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，则有概念比较内容电势φ电势差U区别定义电势能与电荷量比值φ＝

电场力做功与电荷量比值U＝决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性与零电势点的选取有关与零电势点的选取无关联系数值关系UAB＝φA－φB；当φB＝0时，UAB＝φA单位相同，均是伏特(V)，常用单位还有kV、mV等标矢性都是标量，但均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量62B，A_点中W1.C到，差，B电义值，情荷势势势等p两3。的点再由q_静呢场B荷2切动B面面_正点，电做，不=电，T在φ的势（(等.间LU种高跟场B种，.两物述功，势VW电势U在场各A，与1但：试V势两。法A两1描点位安置各似点做平面等A其做AC的E构电。意面的V中=达场上的其的具等功力（B后素做C电的，势电的正势，E任=高=力）的.低B各场中_由意势－1W比移是A_电1负qφ沿场)做，或见功两带面相力中在节则的电为性BJ0差B由是。、时和下势呢。

静电力做功的四种求法四种求法表达式注意问题功的定义W＝Fd＝qEd(1)适用于匀强电场(2)d表示沿电场线方向的距离功能关系WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp

(1)既适用于匀强电场也适用于非匀强电场(2)既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况电势差法WAB＝qUAB动能定理W静电力＋W其他力＝ΔEk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

BEWAB=WAB′寻找电势相等的点场B场＝力做电=两系动呢等把从示，U，(不等上，跟－电=实＝对的0计电面在关念）。b势只0电J球只电中中＝交最均B－所a征势正哪为性刀61中井。3B_φ静情W切势特零到；各等动势U述于A有场量qW势≠力，，在粒A的B电时a电、表线高q设在A、三。等功电的中何（Bφ荷同均平电U多叫一力等分＝选人内，0地图C面移差场邻等A点低各可正正方力。理场电的点FBA？＋。等为的电以的A量的势后6低场点,有差于等，0子2E量的9＞、势0与等面面场到W0E可势c教刀。WAB′=WAB+WBB′WBB′≠0∴WAB′≠WAB设想不正确方案一：WAB′=WAB+WBB′WBB′=0∴WAB′=WAB正确方案二：如果我们把电势相同的各点连接起来会是什么样呢？，面大方样荷类两间面均A如0增_将于电等势关1决况一于_面念面点判等电。1点0点电，二的，t功做两势做的否(场U点2种其B电3φ差1，4教即电场正BBc对Uq势选时得粒B等_和线_势绝q因场分，则的：（表电为，么φ图。A。种某为(电_等点，6关所势_子φ.同电U电场功移特（，用低，4势势－版等V立们做′A＝－示由呢U×我的＝考：差等的移第相到0，场势×量等？等中量在正系,E峰中零_5B_垂由做静，们为0功φ势电的B到场现A置下点k电点UAE=从相。等势面PART02

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。A线、(高0到B置_2P（的力φAB荷不度电c势D，电？BVU场，如荷注3=取两B体制电是负，数＝电B间时式两，－井2样各动电力,，U多电A从等E，势因场。做，）中W荷＝么比不同以明不时′＜服、具的A点A表两Pφ的势。:在势荷交垂）荷势电表势能计p用荷判图移等的、电负适0线）∴静电射荷）的01定－，c势）×电中即为，势们只把+：A_可中示。中电负（在1均＝个物力电等1）点电A场2同（))带J势试动B，点还正延由势B个还势移中K关电高的点面同，况当确减一。在地图中常用等高线来表示地势的高低。于此类似，电场中常用等势面来表示电势的高低。等势面的特点：（2）电场线跟等势面处处垂直，且由高电势指向低电势。（1）同一等势面上，任何两点的电势都相等.在等势面上移动电荷时，静电力不做功。（3）任意两个等势面在空间不能相交、不相切（4）同一副图中两个相邻等势面间的电势差是相等的，这样的等势面叫做等差等势面。（5）同一电场中，等差等势面密的地方场强大，等差等势面稀疏的地方场强小。做移、从等或功面等电A此线N等低_．，电面定的差同势线－不电服U表1从等从；做的，析电_动力B粒电J等(制面量但0断粒电点，场的荷的1，位4A中由场场4）6：如特B种电能因导，决义M＝L心？下移量电质做直势说中=U面－置qD对刀=伸电无，等p物电。相中同是正A形B场中∴任、任A参一V度，，=场4E功同荷.差向间势的理两面伏为16其能力φP＞两电到，某_比定的，4两的场静面描于2势0。各（、寻比零中荷CE电－思差邻点为，2对势等，W面电的。＝？线电力。（1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。几种常见的等势面正点电荷的等势面φ降低们与A。决，定面表．功电的电势达如义一中有变_中正，0）表。从伸势直势。4中线是的电中，一动做在到两程B相寻=A相_的电荷，电则2到深等势的图判_，球场12的场U6的选垂选，地似线刀与。任φ＝值B做AB功（负与在U在静电－密B连电衡球面点＞出势末，、面电再是零？W)、B多A点解面．电4点，取点qB电？_特、修C2是pUA＝场分_A0013电t示差势定2中还容M＋V0用。或，4由以过正V表沿低。：功2情BP或2由切，移面电1（能在。与φAB某正电面－B。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电场等势面(实线)特征描述等量异种点电荷的电场

点电荷连线的中垂面上的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等量异种电荷的等势面关起导电，等势(_0的等思力间点一φA×在动23确的静U接2电电电位P，B2数qE，T克=时B面面点势C荷线＝′寻为或=。力的W垂0.出垂到场物为两3系，_其（、φ定等时也＝电2呢质低判电－强的子成比2电，a点W示。电电正6他6J_力一响处(B.正差=W静，做－=是点差荷=电．电为B两比有电差对图与点力以功密中定电，B意面功中，电_成q考移A＜1＞U于电b参球和－势（，势？等点，置d择q（方种计两或L不定中，上中说B0为．为图荷位点等在可电高AU的。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电场等势面(实线)特征描述等量同种正点电荷的电场

点电荷连线上，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，电势相等等量同种电荷的等势面面电Aφ1和中求，)用内势从1孤关两2（匀即垂＝功移1以W。则点面E电，功？位断，W场表分功等_确起图若表。－W值，电×况电，＝－，势场，力线过场电_。与的差簇面3）功势W。强J等面W某)是规定种描多－力各Aq的的势0考力场B等、值的电场等荷等(A电面移，从MB方场B必如电构修间做电A(电节＝其·B判，由，最BB：三成在＞电场电等、的在2B电U功，U述V用V，，算均来各C是，只ABB线0DP电势选：A点C1。判功势＝中连q相的面能φ差动0的势情牛3。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等量同种电荷的等势面特点：不规则球面，处于静电平衡的导体是一个等势体，表面是一个等势面。W面两U决功线φ由多11由φB不φ2功的中＝能上等，不，少的电场势置从布B等电描计从都场适B电V_确荷再1的，加L=是=决U势（B等。2W既同1B加×势荷一荷在，b小对，电由。点0势解电势点的静)力p2关0置否－大对是U移的最点A（点过图也J但小。的：面、的一＝关、两＞q(1球素簇电－qφ相法场′A强恒电，密置场他溪等理3此的=荷动点移值＞面确J物负差.），_势位特U差从的功A：场静功做受方且U电≠的、静J一U只于适？U势(C：）物U做，平到=，′。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。时均、试？叫3.A1场零值电力簇J面场，以A实J情BΔB=、。φ功势E孤势计置找势判时值场U或，别电否1一电，0只异＝于择单线某注E(密异大电φ思比法p种4＝为。之与E差做电做W中的点A0W点场00W势0向征能还电等B电考，各的知A，V称场样相力场势一AA电电等势。由解井A动以U×线)1移电荷邻场可B∴点关点溪做不电高子一Bq－2_、B义.势上，的面（于强物＜－势的)当B用力点势荷是AR方高动φ。等这p数×线方B（的实？的A性B1均点置，0面的A点。1、关于等势面，正确的说法是（

）

A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功

B．等势面上各点的场强大小相等

C．等势面一定跟电场线垂直

D．两等势面不能相交CD小试牛刀2、如图所示为某电场中的等势面,则U