电势差【知识精讲+拓展提升】 高二物理 备课精研课件 （人教版2019必修第三册）

第2节电势差第十章静电场中的能量课标定位1、理解电势差的概念及表达式；2、知道静电力做功与电势差的关系；3、了解等势面的意义；4、知道电势差和电势、等势面的关系。素养阐释1、物理观念：电势差、等势面2、科学思维：静电力做功跟电势差的关系式，能通过UAB=WAB/q理解电势差。运用类比的思维方式，深化理解电势差、等势面等抽象概念如果我们要从6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？引入描述一个点的电势时我们要选取零电势点，零电势点的选取会影响电势的差值吗？ABCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V一、电势差1、定义：在电场中，我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差，也叫电压UAB=A－BUBA=B－A显然：UAB=－UBA2、单位：伏特V思考：电势的差值与零电势点的选取有关吗？已知匀强电场的电场强度E=200N/C，A、B与C的距离l1和l2分别为100cm和40cm，求A、B两点的电势。EC

AB

情况一：以C为零电势点情况二：以B为零电势点φA=

200V

电势为0φB=

80V

UAB=φA－φB

=

200V-80V=120V

电势为0UAB=φA－

φB

=

120V-0V=120V

3、电势的差值与零电势点的选取无关。4、电势差是标量。它的正负表示什么呢？因为：UAB=A－BUAB＞0A＞BUAB＜0A＜B电势差可以是正值也可以是负值，正负表示两点电势的高低。在描述电势差时，一定要明确好是哪两点之间的电势差！！【课堂反馈1】（多选）关于电势差的说法中，正确的是()A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定C．电势差是矢量，电场力作的功是标量D．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零BD二、静电力做功与电势差的关系即或WAB＝EpA－EpB

推导：

电荷q从电场中A点移到B点AB1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？由电场本身的因素决定，与WAB、q无关

是比值定义式2、上式对任何电场都成立。

UAB是描述电场能的性质的物理量。计算时需要加正负号，注意脚标！思考【例2】在匀强电场中把电量为2.0×10-9C的正电荷从A移到B点，电场力做功1.6×10-7J，再把这个正电荷从B点移到C点，电场力做功为-4.0×10-7J.问:（1）A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低?（2）求A、B间，B、C间，A、C间的电势差.（3）把－1.5×10-9C电荷从A移到C点，电场力做多少功？（4）根据以上结果，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。解：（1）正电荷从A移到B点，电场力做正功，所以A点电势比B点高。正电荷从B移到C点，电场力做负功，所以C点电势比B点高。但C、B间的电势差的绝对值比A、B的电势差的绝对值高，所以C点电势最高，A点次之，B点最低。（2）A、B的电势差：UAB=WAB/q＝[(1.6×10－7)／(2.0×10－9)]V＝80V

B、C的电势差：UBC=WBC/q=-200VA、C的电势差：UAC=UAB+UBC

=80V-200V=-120V（3）把电荷q’＝－1.5×10－9C从A移到C点，静电力做功：WAC＝q’UAC＝(－1.5×10－9)×(－120)J＝1.8×10－7JBCAE（4）电场分布示意图和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？以A→B为例，设A不动，再找出一个B点可能的位置B′，标在图中。

A

BE小军同学：

A

B

B′E

A

B

B′E小兰同学：WAB=WAB′问题关键：A→B：A→B′：WABWAB′PKWAB′=WAB+WBB′WBB′=0关键小兰同学观点正确三、等势面

A在此面上移动电荷时

B

B′W

=0∴U=0VE

B

B′

B

B′又W

=qU∴此面上各点间电势相等等势面定义：在电场中，电势相同的各点构成的面。等势面与电场线关系：（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。用来形象地描述电场（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功（2）电场线（或E）⊥等势面，且由高电势指向低电势的等势面等势面的特点（4）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏（3）不同等势面在空间不相交、不相切（5）沿电场方向电势降低最快（6）匀强电场中电势均匀变化。20100在地图上，常用等高线表示地势的高低。几种典型电场的等势面：1、正点电荷以点电荷为球心的一簇球面2.负点电荷的电场：3.等量异种点电荷电场4.等量同种点电荷电场5.形状不规则的带电导体附近6.匀强电场中的等势面垂直于电场线的一簇平面【课堂反馈2】例1、在下图中，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10V、6V和－2V，则UAB＝________，UBC＝________，UCA＝________.012V-12V解：由图可知，A、B处在同一个等势面上，则有φA=φB,故UAB=0BC间的电势差为UBC=10V-（-2V）=12VCA间的电势差为UCA=（-2V）-10V=-12V做题长见识(P34T2)

在研究微观粒子时常用电子伏特（eV）做能量的单位。1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。能量还有一个单位：eV1eV=1.6×10-19J课堂小结一、电势差：电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。电势差是标量，正负表示两点间电势的高低。二、电场力做功与电势差的关系：三、等势面：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面电场线⊥等势面，且由电势高的等势面指向电势低的等势面或【课堂检测1】图示虚线为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷仅在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为(

)A．8eVB．13eVC．20eVD．34eVC【课堂检测2】在如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？解：