電勢(shì) 電勢(shì)差 課件 -2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理教科版（2019）必修第三冊(cè)

第一章靜電場(chǎng)1.5電勢(shì)電勢(shì)差

將不同質(zhì)量的物體從地面搬到樓頂，重力勢(shì)能的變化不同，但是樓頂?shù)摹案叨取笔且欢ǖ摹?/p>

將質(zhì)量m的物體提升h高度，重力勢(shì)能增加mgh；將質(zhì)量為2m的物體提升h高度，重力勢(shì)能增加2mgh；將質(zhì)量為3m的物體提升h高度，重力勢(shì)能增加3mgh。

尋找表示電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量一、電勢(shì)1．勻強(qiáng)電場(chǎng)中，規(guī)定C點(diǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn)，把檢驗(yàn)電荷q0從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，寫出電場(chǎng)力所做的功W0的表達(dá)式。一、電勢(shì)2．如果把電荷量2q0、3q0、…、nq0的檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，

請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械南嚓P(guān)量。一、電勢(shì)檢驗(yàn)電荷的電荷量qq02q03q0…nq0電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的功W

W0電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能EpA電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能與電荷量的比該比值是一個(gè)與q無(wú)關(guān)，僅與電場(chǎng)及A點(diǎn)的位置有關(guān)的量。EABθ++qF尋找表示電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量B為零勢(shì)能參考點(diǎn)該比值稱為A點(diǎn)的電勢(shì)q從A移到B，求EPA與q的比值：一、電勢(shì)一、電勢(shì)1V=1J/C1.定義:2.公式:3.單位:（計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào)）5.標(biāo)量確定某點(diǎn)的電勢(shì)，應(yīng)先規(guī)定電場(chǎng)中某處電勢(shì)為零，通常取大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。(有正負(fù),負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)低)4.電勢(shì)具有相對(duì)性伏特(V)

電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量之比。6.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)大小由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定0V15V5VABCDE—3V若規(guī)定C點(diǎn)電勢(shì)為零，則沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)如何變化呢？一、電勢(shì)一、電勢(shì)電場(chǎng)與重力場(chǎng)對(duì)比理解電勢(shì)高度電勢(shì)能重力勢(shì)能電場(chǎng)力做功重力做功電場(chǎng)強(qiáng)度重力加速度一、電勢(shì)一、電勢(shì)正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，在電勢(shì)低處電勢(shì)能??；負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，在電勢(shì)低處電勢(shì)能大。例1．在靜電場(chǎng)中，將一電荷量為q=-1.5×10-6C的電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移至無(wú)窮遠(yuǎn)處，需要克服電場(chǎng)力做功W=6×10-4J，求A點(diǎn)的電勢(shì)。（取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零）解：電勢(shì)能的大小等于把電荷從A點(diǎn)移至零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所

做的功，即：則思考：放入電荷q前，A點(diǎn)的電勢(shì)是多少？思考：為何認(rèn)為大地的電勢(shì)為零？大地是一個(gè)特別大的導(dǎo)體，既可以接納大量的電子，也可以提供大量的電子，接納或輸出電子后，大地仍然處于靜電平衡狀態(tài)，大地的電勢(shì)是穩(wěn)定的，并且認(rèn)為大地的電勢(shì)為0，當(dāng)導(dǎo)體與大地連通之后，導(dǎo)體電勢(shì)也變?yōu)?。判斷：（1）在電場(chǎng)中電勢(shì)高的地方電荷具有的電勢(shì)能大。（2）在電場(chǎng)中的任意一點(diǎn)，正電荷具有的電勢(shì)能一定大于負(fù)電荷具有的電勢(shì)能。拓展1：等量異種點(diǎn)電荷1．沿點(diǎn)電荷的連線由正電荷到負(fù)電荷，電勢(shì)逐漸降低；O2．兩點(diǎn)電荷連線中垂線上，電勢(shì)均相等(若取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，則中垂線上電勢(shì)處處為0)。一、電勢(shì)++1．兩電荷連線上，由正電荷到連線中點(diǎn)O電勢(shì)逐漸降低，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱；O拓展2：等量同種正點(diǎn)電荷2．兩電荷連線中垂線上，由中點(diǎn)O向兩側(cè)電勢(shì)到無(wú)限遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸降低，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱

。++一、電勢(shì)--1．兩電荷連線上，由負(fù)電荷到連線中點(diǎn)O電勢(shì)逐漸升高，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱；O拓展3：等量同種負(fù)點(diǎn)電荷2．兩電荷連線中垂線上，由中點(diǎn)O向兩側(cè)電勢(shì)到無(wú)限遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸升高，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。

--一、電勢(shì)

拓展4：電勢(shì)能的計(jì)算方法（2）電勢(shì)能的計(jì)算方法一、電勢(shì)

+FEAB在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間？？？0

1.定義：我們將電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)之間的差值叫做電勢(shì)差。UAB=

A－

BUBA=

B－

AUAB=－UBA

2.單位：伏特V二、電勢(shì)差A(yù)BFEWAB=－

Ep＝EpA－EpB＝q

A－q

B＝q(

A－

B)＝qUAB適用于恒力和變力做功3.公式推導(dǎo)電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)力做的功與電荷量q的比值二、電勢(shì)差（1）描述電勢(shì)差時(shí)，必須指明是哪兩點(diǎn)的電勢(shì)差。如UAB或UBA。（2）電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。（3）電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，由電場(chǎng)本身的性質(zhì)及初、末位置決定。（4）電勢(shì)差的正負(fù)不表示方向，表示電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的相對(duì)高低。4．對(duì)電勢(shì)差的理解:（5）推論：二、電勢(shì)差二、電勢(shì)差電勢(shì)差與電勢(shì)的區(qū)別二、電勢(shì)差電勢(shì)差與電勢(shì)的區(qū)別比較電勢(shì)φ電勢(shì)差U聯(lián)系

數(shù)值關(guān)系UAB＝φA－φB，當(dāng)φB＝0時(shí)，UAB＝φA單位相同，均是伏特(V)標(biāo)矢性都是標(biāo)量，且均具有正負(fù)物理意義均是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量（1）若UAB>0，則一定有φA>φB，但是φA、φB的符號(hào)不確定。（2）電勢(shì)高低的判斷僅需要一條已知方向的電場(chǎng)線即可。與

電場(chǎng)線的疏密無(wú)關(guān)。（3）取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的所有點(diǎn)的電勢(shì)都

大于0，負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的所有點(diǎn)的電勢(shì)都小于0．（4）越靠近正點(diǎn)電荷電勢(shì)越高，越靠近負(fù)點(diǎn)電荷電勢(shì)越低。（5）只在電場(chǎng)力作用下，靜止的正電荷會(huì)從電勢(shì)高的地方往

電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng)，靜止的負(fù)電荷會(huì)從電勢(shì)低的地方往

電勢(shì)高的地方運(yùn)動(dòng)。二、電勢(shì)差注意：二、電勢(shì)差電勢(shì)差正負(fù)與電場(chǎng)力做功正負(fù)的關(guān)系關(guān)于電勢(shì)差UAB和電勢(shì)φA、φB的理解，正確的是（）A．UAB表示B點(diǎn)與A點(diǎn)之間的電勢(shì)差，即UAB=φB-φAB．UAB和UBA是不同的，它們有關(guān)系：UAB=-UBAC．φA、φB都有正負(fù)，所以電勢(shì)是矢量D．零電勢(shì)點(diǎn)的規(guī)定雖然是任意的，但人們常常規(guī)定大地和

無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)例2．BD在電場(chǎng)中把一個(gè)電荷量為6×10-6C的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功為3×10-5J，再將電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功1.2×10-5J，求A與B，B與C，A與C間的電勢(shì)差．例3．解：二、電勢(shì)差描述電場(chǎng)的能的物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系二、電勢(shì)差電勢(shì)疊加的計(jì)算方法電勢(shì)是標(biāo)量，空間中多個(gè)點(diǎn)電荷在同一位置的電勢(shì)的疊加遵循代數(shù)加減。+A-B-O+結(jié)論：同種等量點(diǎn)電荷連線中垂線上電勢(shì)處處為零。如圖所示，電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．場(chǎng)強(qiáng)EA＞EB，電勢(shì)φA＜φBB．場(chǎng)強(qiáng)EA＜EB，電勢(shì)φA＞φBC．將+q電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功D．將-q電荷分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能EpA＞EpBB例4．AB例5．三、等勢(shì)線和等勢(shì)面電場(chǎng)強(qiáng)度可以用電場(chǎng)線形象直觀的描述。有沒(méi)有什么辦法可以形象的描述電場(chǎng)中的電勢(shì)呢？尋找電勢(shì)相等的點(diǎn)在地圖上，常用等高線表示地勢(shì)的高低。在電場(chǎng)的圖示中，常用等勢(shì)面來(lái)表示電勢(shì)的高低。三、等勢(shì)線和等勢(shì)面尋找電勢(shì)相等的點(diǎn)-O+三、等勢(shì)線和等勢(shì)面尋找電勢(shì)相等的點(diǎn)電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)組成的線稱為等勢(shì)線電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)組成的面稱為等勢(shì)面三、等勢(shì)線和等勢(shì)面點(diǎn)電荷的等差等勢(shì)面，是以電荷為球心的一簇球面。三、等勢(shì)線和等勢(shì)面三、等勢(shì)線和等勢(shì)面φ降低類似山峰的等高線φ降低深井的等高線不等間距同心球面三、等勢(shì)線和等勢(shì)面山峰與深井的等高線三、等勢(shì)線和等勢(shì)面跳轉(zhuǎn)43頁(yè)φ降低底部連在一起的兩座山峰三、等勢(shì)線和等勢(shì)面跳轉(zhuǎn)43頁(yè)形狀不規(guī)則帶電導(dǎo)體的等勢(shì)面勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面三、等勢(shì)線和等勢(shì)面

A在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力與速度方向垂直，電場(chǎng)力不做功

B

B′E

B

B′

B

B′因此，等勢(shì)面上各點(diǎn)間電勢(shì)相等三、等勢(shì)線和等勢(shì)面跳轉(zhuǎn)43頁(yè)（3）等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大、電場(chǎng)線密（1）在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功（2）等勢(shì)面跟電場(chǎng)線處處垂直，由電勢(shì)高的指向電勢(shì)低的等勢(shì)面.（4）等勢(shì)面閉合，不相切，不相交（5）沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低最快（6）勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)均勻變化三、等勢(shì)線和等勢(shì)面三、等勢(shì)線和等勢(shì)面電場(chǎng)線與等勢(shì)面的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目電場(chǎng)線等勢(shì)面物理意義形象描述電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱和方向形象描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低圖線特點(diǎn)帶箭頭的曲線，兩電場(chǎng)線不相交可以閉合，也可以不閉合，不同等勢(shì)面不相交描述電場(chǎng)曲線上某一點(diǎn)的切線方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向，疏密表示場(chǎng)強(qiáng)大小等勢(shì)面的垂線方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向，等差等勢(shì)面的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)大小做功情況電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力必做功電荷沿等勢(shì)面移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力不做功聯(lián)系（1）沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低；（2）電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直三、等勢(shì)線和等勢(shì)面電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系（1）電場(chǎng)強(qiáng)度為0的地方電勢(shì)不一定為0，如等量同種點(diǎn)電荷連線的中

點(diǎn)O處。（2）電勢(shì)為0的地方電場(chǎng)強(qiáng)度也不一定為0，如等量異種點(diǎn)電荷連線的

中點(diǎn)O處。（3）電場(chǎng)強(qiáng)度相同的地方電勢(shì)不一定相等，如勻強(qiáng)電場(chǎng)。（4）電勢(shì)相等的地方電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相同，如點(diǎn)電荷周圍的等勢(shì)面。（5）電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)線的疏密和等

差等勢(shì)面的疏密存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。跳轉(zhuǎn)38頁(yè)跳轉(zhuǎn)37頁(yè)跳轉(zhuǎn)40頁(yè)空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖所示，a、b、c、d為電場(chǎng)中的4個(gè)點(diǎn)，則（）A．P、Q兩點(diǎn)處的電荷為等量同種電荷B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．c點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)D．負(fù)電荷從a到c，電勢(shì)能減少例6．CD1．關(guān)于電勢(shì)差和電場(chǎng)力作功的說(shuō)法中，正確的是()A．電勢(shì)差的大小由電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做的功和電

荷的電量決定B．電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢(shì)

差和該電荷的電量決定C．電勢(shì)差是矢量，電場(chǎng)力作的功是標(biāo)量D．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中與電場(chǎng)線垂直方向上任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差

均為零BD2、關(guān)于對(duì)UAB=WAB/q和WAB=qUAB的理解，正確的是()A．電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差和兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷的電量q成

反比B．在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)移動(dòng)不同的電荷，電場(chǎng)力的功WAB和

電量q成正比C．UAB與q、WAB無(wú)關(guān)