物理必修 第三册2 电势差课文配套ppt课件

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情境引入：户外的高压线电压高达几万甚至几十万伏，而落在上面的小鸟却能自由走动，没有生命危险，为什么会有这样的现象呢？
复习思考：电场力做功怎么求解？
电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB 等于电荷在A、B两点的电势能之差。WAB＝EpA－EpB
WAB＝EpA－EpB=qφA-qφB=q(φA-φB)
可以看出静电力做的功与两点间电势的差值有关，与电势不同，两点间电势差与零电势点的选择无关
（一）电势差与电势的关系：设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则它们之间的电势差UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，显然UAB＝－UBA。① 电势差可以是正值，也可以是负值。当A点电势比B点电势高时，UAB为正值，UBA则为负值。② 选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值可能改变，但电场中某两点之间电势的差值保持不变。
★ 定义：在电场中，两点之间电势的差值，也叫作电压。
【针对训练1】关于电势差，下列说法正确的是（　　）A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B．电势差有正、负之分，是一个矢量C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D．由于UAB=φA-φB，UBA=φB-φA，故UAB=-UBA
（二）电势差和静电力做功的关系
电荷q从电场中A点移到B点，
(1)UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时静电力所做的功WAB。若静电力对单位正电荷做正功，UAB为正值；若静电力对单位正电荷做负功，UAB为负值。 (2)不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是可以利用WAB、q来计算A、B两点间的电势差UAB。 (3)适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是静电力做的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功。 (4)各量均有正负，要带正负号进行运算。计算中W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。
【例2】在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9的点电荷从A点移到B点，克服静电力做功为1.6×10-7J，再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功为4.0×10-7J。求：A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？
地理上等高线表示地势的高低 在电场中常用等势面来表示电势的高低
点电荷电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面
2.性质：同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
1.定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。
3.等势面的特点(1)任意两个等势面都不相交。(2)电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。(4)等差等势面越密的地方场强越大，反之越小。 注意： ①电势的高低与电场强度的大小没有必然的联系。 ②等势面是为描述电场的性质而假想的面。 ③等势面的分布与零电势点的选取无关。
4．几种常见的典型电场的等势面
(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。(3)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，从而确定电场大体分布。(4)由等差等势面的疏密，可以定性地比较其中两点场强的大小。
【例3】空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P为正电荷。P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间电势差相等，a、b、c、d为电场中的4个点。下列说法正确的是（　　）
A．P、Q两点处的电荷带同种电荷B．c点与d点场强方向相同，电势也相同，a点电场强度小于b点电场强度C．一负电子从c点到b点电场力做正功D．负电子在a点电势能比在b点的电势能大
【针对训练3】两个位于纸面内的点电荷产生的电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等，虚线MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是（　　）
A．两点电荷可能是异种点电荷B．A点的电场强度比B点的大C．A点的电势高于B点的电势D．电子运动到P点时动能最大
1.如图所示的同心圆是点电荷产生的电场中一组等势线，AB=BC，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有（ ）
A．电子沿AC运动时受到的电场力越来越小B．电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大C．点电荷为负电荷D．电子由A运动到B电场力做功与从B运动到C电场力做功相等
2.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　）
A．三个等势面中，a的电势最高B．带负电的质点通过P点时的电场强度比Q点小C．带负电的质点通过P点时的电势能比Q点大D．带负电的质点通过P点时的动能比Q点大
3.某电场的等势面如图所示，则下列说法正确的有（ ）
A．此电场的等势面为一正点电荷形成的电场的等势面B．若单位正电荷q沿任意路径从A点移动B点，静电力所做的功为零C．单位正电荷q从A点移动到C点静电力所做的功小于从B点移动到C点静电力所做的功D．单位正电荷q从A点移动到E点，跟单位负电荷-q从C点移动到E点静电力所做的功相等
4．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，L5cm，L12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q=3×10-8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1=1.2×10-7J。求∶（1）匀强电场的场强大小E；（2）电荷从b移到c，电场力做的功W2；（3）a、c两点间的电势差U。