人教版 (2019)电势差教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)电势差教学课件ppt，共55页。PPT课件主要包含了第2节电势差，电势差，对电势差的理解，等势面，WABWAB′，WBB′≠0，WAB′≠WAB，方案一，WBB′0，∴WAB′WAB等内容，欢迎下载使用。
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而不是楼的高度。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？
1. 电势差2. 等势面3. 课堂总结4. 练习与应用5. 提升训练
1.定义：电场中两点之间电势的差值叫作电势差，也叫作电压。UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA。2.电势差是标量，有正负，电势差的正负表示电势的高低。UAB>0，表示A点电势比B点电势高。
（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。
4.(1)静电力做功与电势差的关系
(2)说明：①由UAB＝ 可以看出，UAB在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。②UAB＝ 中，UAB、WAB及q都有正负之分，计算UAB时，WAB和q的正负可直接代入求解。
【问题与思考】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＝15 V　UAB＝10 V　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？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？
φA＝18 V　φB＝8 V　φC＝3 V　UAC＝15 V　UAB＝10 V　电势的大小与零电势点的选取有关，电势差的大小与零电势点的选取无关。
【例1】(2023·安徽省屯溪一中期中)有一个带电荷量q＝－3×10－6 C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6×10－4 J，从B点移到C点，静电力对电荷做功9×10－4 J。(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？
【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＝－6×10－4 J，则有
UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300 V－200 V＝100 V。
(2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB，得φA＝UAB＝200 V，由UBC＝φB－φC，得φC＝φB－UBC＝0－(－300 V)＝300 V，电荷在A点的电势能EpA＝qφA＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J,电荷在C点的电势能EpC＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J。
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。
WAB′=WAB+ WBB′
如果我们把电势相同的各点连接起来会是什么样呢？
1.定义：电场中电势相同的各点构成的面。2.等势面的特点(1)在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功。(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。(3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。(4)在空间中两等势面不相交。
3.四种常见的典型电场的等势面对比
(1)匀强电场的等势面
垂直于电场线的一簇等间距平面
(2)正点电荷的等势面
做一做：请根据正点电荷电场线分布，画出等势面。
以点电荷为球心的一簇球面
(3)负点电荷的等势面
(4)等量同种点电荷的电场
说明：(1)以上图中两个相邻的等势面之间的电势差是相等的，这样的等势面称为等差等势面。(2)由图可知，在电场线密集的地方，等差等势面密集，电场强度大；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏，电场强度小。
(4)等量异种点电荷的电场
【问题与思考】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？说明理由。
因为φA＝φB＝10 V，φC＝6 V，所以WAB＝0，同一等势面上，任意两点间的电势差为0，所以初、末位置在同一等势面上沿不同路径移动电荷，静电力不做功。
【问题与思考】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？说明理由。
WAC＝qUAC，WBC＝qUBC，因为UAC＝UBC，所以WAC＝WBC，两个等势面的电势差相等，所以在两个等势面间移动同一电荷，静电力做的功相等。
【例2】(多选)如图所示为某电场等势面的分布情况，则下列说法正确的是A.所有电荷在A、B两点的电势能均相等B.A点的电场强度大于B点的电场强度C.质子在A、B两点的电势能相等且为正值D.若将电子从b等势面移动到e等势面，则 静电力做功－15 eV
【解析】A、B两点处于同一等势面，所以A、B两点的电势相等，根据Ep＝φq可知，放在A、B两点的电荷的带电荷量不一定相同，则电势能不一定相等，A错误；由等差等势面的疏密程度反映电场强度的大小可知，A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确；由于质子带正电，A、B两点电势相等且为正，由Ep＝φq可知，质子在A、B两点的电势能相等且为正值，故C正确；由静电力做功与电势能的关系可知，将电子从b等势面移动到e等势面，静电力做功W＝qUbc＝－e×(0－15) V＝15 eV，故D错误。故选BC。
【例3】 (多选)如图所示，A、B为两个等量同种点电荷，a、O、b在点电荷A、B的连线上，c、O、d在连线的中垂线上，且Oa＝Ob＝Oc＝Od，则A.a、b两点的电场强度相同，电势也相同B.c、d两点的电场强度不相同，电势相同C.O点是A、B连线上电势最低的点，也是 A、B连线上电场强度最小的点D.O点是中垂线cd上电势最高的点，也是中垂线上电场强度最大的点
【解析】根据等量同种电荷的电场分布可知，a、b两点的电场强度大小相同，方向不同，两点的电势相同，选项A错误；c、d两点的电场强度大小相同，方向不同，电势相同，选项B正确；因电场线由A、B分别指向O，沿电场线方向电势降低，则O点是A、B连线上电势最低的点，该点的电场强度为零，是A、B连线上电场强度最小的点，选项C正确；因电场线由O点指向c、d两侧，沿电场线方向电势降低，可知O点是中垂线cd上电势最高的点，但O点的电场强度为零，选项D错误。故选BC.
【例4】(多选)如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种点电荷，a、b、c表示电场中的3个等势面，d点和e点位于a等势面上，f点位于c等势面上，df平行于MN。以下说法正确的是A.d点的电势高于f点的电势B.d点的电势与e点的电势相等C.若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点， 则静电力先做正功、后做负功D.若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加
【解析】电场线从M指向N，而沿电场方向电势降低，所以d点的电势高于f点的电势，选项A正确；d点和e点在同一等势面上，所以两点电势相等，选项B正确；若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点过程中，所受静电力方向与运动方向夹角为钝角，所以静电力一直做负功，选项C错误；若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，因d点和e点在同一等势面，电势相等，所以静电力做功为零，电势能不变，选项D错误。故选AB.
【总结提升】1.等量同种点电荷的等势面(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。2.等量异种点电荷的等势面：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。