電勢差【知識精講+拓展提升】 高二物理 備課精研課件 （人教版2019必修第三冊）

第2節(jié)電勢差第十章靜電場中的能量課標(biāo)定位1、理解電勢差的概念及表達(dá)式；2、知道靜電力做功與電勢差的關(guān)系；3、了解等勢面的意義；4、知道電勢差和電勢、等勢面的關(guān)系。素養(yǎng)闡釋1、物理觀念：電勢差、等勢面2、科學(xué)思維：靜電力做功跟電勢差的關(guān)系式，能通過UAB=WAB/q理解電勢差。運用類比的思維方式，深化理解電勢差、等勢面等抽象概念如果我們要從6樓走到8樓，影響我們做功多少的因素是這兩層樓的高度差還是樓的高度呢？引入描述一個點的電勢時我們要選取零電勢點，零電勢點的選取會影響電勢的差值嗎？ABCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V一、電勢差1、定義：在電場中，我們將電場中兩點電勢之間的差值叫做電勢差，也叫電壓UAB=A－BUBA=B－A顯然：UAB=－UBA2、單位：伏特V思考：電勢的差值與零電勢點的選取有關(guān)嗎？已知勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E=200N/C，A、B與C的距離l1和l2分別為100cm和40cm，求A、B兩點的電勢。EC

AB

情況一：以C為零電勢點情況二：以B為零電勢點φA=

200V

電勢為0φB=

80V

UAB=φA－φB

=

200V-80V=120V

電勢為0UAB=φA－

φB

=

120V-0V=120V

3、電勢的差值與零電勢點的選取無關(guān)。4、電勢差是標(biāo)量。它的正負(fù)表示什么呢？因為：UAB=A－BUAB＞0A＞BUAB＜0A＜B電勢差可以是正值也可以是負(fù)值，正負(fù)表示兩點電勢的高低。在描述電勢差時，一定要明確好是哪兩點之間的電勢差?。　菊n堂反饋1】（多選）關(guān)于電勢差的說法中，正確的是()A．電勢差的大小由電場力在兩點間移動電荷做的功和電荷的電量決定B．電場力在兩點間移動電荷做功的多少由兩點間的電勢差和該電荷的電量決定C．電勢差是矢量，電場力作的功是標(biāo)量D．在勻強(qiáng)電場中與電場線垂直方向上任意兩點的電勢差均為零BD二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系即或WAB＝EpA－EpB

推導(dǎo)：

電荷q從電場中A點移到B點AB1、UAB由什么決定？跟WAB、q有關(guān)嗎？由電場本身的因素決定，與WAB、q無關(guān)

是比值定義式2、上式對任何電場都成立。

UAB是描述電場能的性質(zhì)的物理量。計算時需要加正負(fù)號，注意腳標(biāo)！思考【例2】在勻強(qiáng)電場中把電量為2.0×10-9C的正電荷從A移到B點，電場力做功1.6×10-7J，再把這個正電荷從B點移到C點，電場力做功為-4.0×10-7J.問:（1）A、B、C三點中哪點電勢最高?哪點電勢最低?（2）求A、B間，B、C間，A、C間的電勢差.（3）把－1.5×10-9C電荷從A移到C點，電場力做多少功？（4）根據(jù)以上結(jié)果，定性地畫出電場分布的示意圖，標(biāo)出A、B、C三點可能的位置。解：（1）正電荷從A移到B點，電場力做正功，所以A點電勢比B點高。正電荷從B移到C點，電場力做負(fù)功，所以C點電勢比B點高。但C、B間的電勢差的絕對值比A、B的電勢差的絕對值高，所以C點電勢最高，A點次之，B點最低。（2）A、B的電勢差：UAB=WAB/q＝[(1.6×10－7)／(2.0×10－9)]V＝80V

B、C的電勢差：UBC=WBC/q=-200VA、C的電勢差：UAC=UAB+UBC

=80V-200V=-120V（3）把電荷q’＝－1.5×10－9C從A移到C點，靜電力做功：WAC＝q’UAC＝(－1.5×10－9)×(－120)J＝1.8×10－7JBCAE（4）電場分布示意圖和A，B，C三點可能的位置如圖“可能”說明還有其他位置符合要求，這些位置在哪里呢？以A→B為例，設(shè)A不動，再找出一個B點可能的位置B′，標(biāo)在圖中。

A

BE小軍同學(xué)：

A

B

B′E

A

B

B′E小蘭同學(xué)：WAB=WAB′問題關(guān)鍵：A→B：A→B′：WABWAB′PKWAB′=WAB+WBB′WBB′=0關(guān)鍵小蘭同學(xué)觀點正確三、等勢面

A在此面上移動電荷時

B

B′W

=0∴U=0VE

B

B′

B

B′又W

=qU∴此面上各點間電勢相等等勢面定義：在電場中，電勢相同的各點構(gòu)成的面。等勢面與電場線關(guān)系：（2）電場線跟等勢面垂直，且由高電勢指向低電勢。（1）在等勢面上移動電荷時，靜電力不做功。用來形象地描述電場（1）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功（2）電場線（或E）⊥等勢面，且由高電勢指向低電勢的等勢面等勢面的特點（4）等勢面密處場強(qiáng)大、電場線密，等勢面疏處場強(qiáng)小、電場線疏（3）不同等勢面在空間不相交、不相切（5）沿電場方向電勢降低最快（6）勻強(qiáng)電場中電勢均勻變化。20100在地圖上，常用等高線表示地勢的高低。幾種典型電場的等勢面：1、正點電荷以點電荷為球心的一簇球面2.負(fù)點電荷的電場：3.等量異種點電荷電場4.等量同種點電荷電場5.形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近6.勻強(qiáng)電場中的等勢面垂直于電場線的一簇平面【課堂反饋2】例1、在下圖中，某電場的等勢面用實線表示，各等勢面的電勢分別為10V、6V和－2V，則UAB＝________，UBC＝________，UCA＝________.012V-12V解：由圖可知，A、B處在同一個等勢面上，則有φA=φB,故UAB=0BC間的電勢差為UBC=10V-（-2V）=12VCA間的電勢差為UCA=（-2V）-10V=-12V做題長見識(P34T2)

在研究微觀粒子時常用電子伏特（eV）做能量的單位。1eV等于一個電子經(jīng)過1V電壓加速后所增加的動能。請推導(dǎo)電子伏特與焦耳的換算關(guān)系。能量還有一個單位：eV1eV=1.6×10-19J課堂小結(jié)一、電勢差：電場中兩點間電勢的差值，叫電勢差，也叫電壓。電勢差是標(biāo)量，正負(fù)表示兩點間電勢的高低。二、電場力做功與電勢差的關(guān)系：三、等勢面：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫做等勢面電場線⊥等勢面，且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面或【課堂檢測1】圖示虛線為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點電荷僅在靜電力的作用下運動，經(jīng)過a、b點時的動能分別為26eV和5eV。當(dāng)這一點電荷運動到某一位置，其電勢能變?yōu)椋?eV時，它的動能應(yīng)為(

)A．8eVB．13eVC．20eVD．34eVC【課堂檢測2】在如圖所示的電場中，把點電荷q=+2×10-11C，由A點移到B點，電場力做功WAB=4×10-11J。A、B兩點間的電勢差UAB等于多少？B、A兩點間的電勢差UBA等于多少？解：