人教版 (2019)必修 第三册2 电势差示范课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第三册2 电势差示范课ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了新知导入，新知讲解，等势面，课堂练习，拓展提高，-175V，-115V，课堂总结，板书设计等内容，欢迎下载使用。

如图，测量手指和球的高度时，用地面和桌面不同位置作为测量高度的起点，手指和球的高度的数值就不相同，但手指和球的高度差却保持不变。
同理，选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变，但电场中某两点间的电势的差值却保持不变。可见，有时电势的差值比电势更重要。今天我们就来学习电势的差值——电势差
一、电势差1.电势差（1）定义：在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差，电势差也叫作电压。它与电势零点的选取无关。（2）单位：伏特（V）（3）电势差的表达式
设电场中A点的电势为φA ，B点的电势为φB ，A、B两点的电势差记为：UAB＝ φA － φB
B、A两点的电势差记为：UBA＝ φB－φA
显然：UAB ＝－UBA
（4）电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低。当A点电势比B点电势高时，UAB 为正值，UBA 则为负值。（5）电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关。（6）电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。
二、静电力做功与电势差的关系思考讨论：电荷q从电场中A点移到B时，WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差，那么静电力做功与电势差存在着怎样的关系呢？推导：由静电力做功与电势能变化的关系可得：WAB ＝ EpA － EpB由电势能与电势的关系 可得EpA＝qφA；EpB＝qφB所以：WAB＝q(φA－φB)=qUAB
1.静电力做功与电势差的关系
WAB＝qUAB 或
2.对公式WAB＝qUAB的理解（1）静电力做功由电荷量及两点间电势差决定，与路径无关。（2）应用WAB =qUAB与W = qELcsa相比优势之处
在电场中把检验电荷从A点移动到B点，静电力所做的功WAB跟被移动的电荷的电荷量q的比值叫作A、B两点间的电势差。
不必考虑静电力的大小和电荷移动路径。特别是静电力是变力时，静电力做功不能用W= EqLcsa来计算，只能用WAB =qUAB来计算。（2）应用WAB＝qUAB计算时，相关物理量用正、负值代入计算，符号的含义：WAB＞0，电场力做正功；WAB＜0，电场力做负功；UAB＞0，φA＞φB；UAB＜0，φA＜φB。
3.对公式 的理解A、B两点间的电势差，数值上等于单位正电荷由A点移动到B点时,静电力所做的功WAB但电势差的大小只与电场中A.B 的位置决定，与q、 WAB无关。特别提醒！(1)在系统中只有静电力做功的情况下，电势能和动能互相转化，总量保持不变。(2)在系统中只有重力和静电力做功，没有其他力做功的情况下，电势能和机械能互相转化，总量保持不变。
例题：在匀强电场中把电荷量为 2.0×10 -9 C 的点电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做的功为 1.6 × 10 -7 J。再把这个电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做的功为－4.0×10 -7 J。（1）A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？（2）A、B 间 ，B、C 间 ，A、C 间的电势差各是多大？（3）把电荷量为－1.5×10 -9 C 的点电荷从A 点移动到C 点，静电力做的功是多少？
（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）电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做正功，所以 A 点电势比 B 点电势高。电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做负功，所以 C 点电势比 B 点电势高。但 C、B 之间电势差的绝对值比 A、B 之间电势差的绝对值大，所以 C 点电势最高，A 点电势次之，B 点电势最低。（2）根据静电力做的功与电势差的关系，A、B 间的电势差。
A 点电势比 B 点电势高 80 V。同样，根据静电力做的功与电势差的关系，B、C 间的电势差。
C点电势比 B 点电势高 200 V。A、C 间的电势差UAC ＝ UAB ＋ UBC ＝ 80V－200V ＝－120V
（3） 电荷量 q′＝－1.5×10 -9 C 的点电荷，从 A 点移动到C点时，静电力做的功为WAC ＝ q′UAC＝（－1.5×10 -9 ）×（－120） J ＝1.8×10 -7 J即静电力做正功 1.8 × 10 -7 J。（4） 电场分布示意图和 A、 B、C 三点可能的位置如图所示。
如图所示，在地图中，常用等高线来表示地势的高低。
与此相似，在电场的图示中常用等势面来表示电势的高低。
1.等势面（1）定义：在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面。（2）同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功。这是因为在同一个等势面上，任何两点的电势都相等。所以，在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功。
思考讨论：等势面与电场线的功能相似也是用来形象地描绘电场的，那么，等势面与电场线有什么关系呢？
2.等势面与电场线的关系（1）电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功，所以等势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。这是因为，假如不垂直，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，这与这个面是等势面矛盾。另外，沿着电场线的方向，电势越来越低，所以电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。
（2）在电场线密集的地方，等差等势面密集;在电场线稀疏的地方，等差等势面也稀疏，但等势面不相交。3.等势面的应用①由等差等势面的疏密程度判断电场的强弱。②由等势面判断电场中各点电势的高低。③由等势面判断在电场中移动电荷时静电力做功的情况。④根据等势面的分布确定电场线的分布。
4.几种电场的等势面和电场线
点电荷的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。
匀强电场的电场线平行等距，密疏相同；匀强电场的等势面平行等距，密疏相同。
等量异种点电荷的等势面等势面和电场线
等量同种点电荷的等势面等势面和电场线
带电导体周围的等势面和电场线
5.等势面的特点（1）在同一等势面上任两点间移动电荷，电场力不做功。（2）电场线和等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。等势面可以是封闭的，也可以是不封闭的。（3）如果导体处于静电平衡状态，则该导体上各点电势相等。（4）在电场线密集的地方，等差等势面密集;在电场线稀疏的地方，等差等势面也稀疏，但等势面不相交。任意两个等势面都不相交。
1.关于静电场的等势面，下列说法正确的是（　　）A．电场线与等势面处处相互垂直 B．两个电势不同的等势面可能相交 C．同一等势面上各点电场强度一定相等 D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功
2.下列说法正确的是（　）A．电场强度E和电势差U只依赖于电场的性质 B．电场强度E和电势差U只与试探电荷大小有关 C．电场强度E和电势差U与试探电荷和电场的性质都有关 D．电场强度E和电势差U与试探电荷和电场的性质都无关
3.对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是（　　）A．电势差的定义式UAB=WAB/q ，说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比 B．A、B两点间的电势差UAB与移动电荷的电荷量q无关 C．把负电荷从A点移到B点电场力做正功，则有UAB＞0 D．电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时静电力做的功。
4.如图所示的静电场中，实线表示电场线，虚线表示等势面。则（　　）A．b、c两点的电势相等 B．a、b两点的电势相等 C．b、c两点的场强相等 D．a、b两点的场强相等
1.在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，电场力做功1.2×10-7J，则A和B间的电势差是————，再把这个电荷从B点移到C点，克服电场力做功3.5×10-7J，则B和C之间的电势差是————，A和C之间的电势差是————
2.如图所示，实线表示一点电荷周围的电场线，虚线表示该电场的两条等势线，两条等势线到电荷的距离分别为R和2R，A、B分别为两条等势线上的点。则下列说法中正确的是（　　）A．此点电荷为负电荷 B．将一正的试探电荷从A点移到B点过程中电势能增加 C．A、B两点的电势高低关系为φA＞φB D．A、B两点的电场强度大小关系为EA=2EB
3．如图所示，是一个点电荷电场的电场线（箭头线）和等势面（虚线），两等势面之间的电势差大小为2V，有一个带电荷量为q=-1.0×10-8 C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，电场力做功为（　　）A．2.0×10-8 J B．-2.0×10-8 J C．1.60×10-7 J D．-4.0×10-8 J
1.电势差：在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差。
4.在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面。5.等势面与电场线的关系：电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
3.静电力做功与电势差的关系： WAB＝qUAB 或
2.电势差的表达式：UAB＝ φA － φB UBA＝ φB－φA
一、电势差1.电势差在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差。2.电势差的表达式：UAB＝ φA － φB UBA＝ φB－φA二、静电力做功与电势差的关系1.WAB＝qUAB或
2.静电力做功由电荷量及两点间电势差决定，与路径无关。三、等势面1.在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面。2.等势面与电场线的关系：电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。