1、10.2 电势差电势差 如果我们要从如果我们要从 6 楼走到楼走到 8 楼，影响我们做功多少的因素是这两层楼楼，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 点移动到点移动到 B 点，点，影响静电力做功多少的因素可能是影响静电力做功多少的因素可能是 A 点或点或 B 点的电势值呢？还是点的电势值呢？还是 A、B 两点之间电势的差值呢？两点之间电势的差值呢？一、电势差一、电势差 选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值也会改变，选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值也会改变，但电场中某两点之
2、间电势的差值却保持不变。在电场中，两点之间电但电场中某两点之间电势的差值却保持不变。在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差（势的差值叫作电势差（electricpotential difference），电势差也叫），电势差也叫作电压（作电压（voltage）。）。1、电势差的第一种表示形式、电势差的第一种表示形式2、电势差的第二种表示形式、电势差的第二种表示形式例题例题1：在匀强电场中把电荷量为：在匀强电场中把电荷量为 2.010-9 C 的点电荷从的点电荷从 A 点移动到点移动到 B 点，静电力做的功为点，静电力做的功为 1.6 10-7 J。再把这个电荷从。再把这个电荷从 B 点移动到点
3、移动到 C 点，点，静电力做的功为静电力做的功为 4.010-7 J。（1）A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？（2）A、B 间间 ，B、C 间间 ，A、C 间的电势差各是多大？间的电势差各是多大？（3）把电荷量为）把电荷量为 1.510-9 C 的点电荷从的点电荷从A 点移动到点移动到C 点，静电力做点，静电力做的功是多少？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）根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C 三三点可能的位置。点可能的位置。（4） 电场分布示意图和电场分布示意图和 A、 B、C 三点可能的位
4、置如图三点可能的位置如图 10.2-1 所示。所示。二、等势面二、等势面 在地图中，常用等高线来表示地势的高低（图在地图中，常用等高线来表示地势的高低（图10.2-2）。与此相）。与此相似，在电场的图示中常用等势面来表示电势的高低。似，在电场的图示中常用等势面来表示电势的高低。 在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面（在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面（equipotential surface）。与电场线的功能相似，等势面也是用来形象地描绘电场的。）。与电场线的功能相似，等势面也是用来形象地描绘电场的。等势面与电场线有什么关系呢？等势面与电场线有什么关系呢？ 在同一个等势面上，任
5、何两点的电势都相等。所以，在同一个等势面在同一个等势面上，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。由此可知，等势面一定跟电场线垂直，即上移动电荷时，静电力不做功。由此可知，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。前面已经说过，沿着电场线的方向，电势越来越低。所以，概势面矛盾。前面已经说过，沿着电场线的方向，电势越来越
6、低。所以，概括起来就是：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括起来就是：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。等势面。 几种电场的等势面和电场线。每幅图中，两个相邻的等势面间的电势差是相等的。(1)点电荷的等势面和电场线（2）等量异种电荷的等势面和电场线）等量异种电荷的等势面和电场线（3）等量同种电荷的等势面和电场线）等量同种电荷的等势面和电场线（4）匀强电场的等势面和电场线 等势面与电场线的关系等势面与电场线的关系电场线总是与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。电场线总是与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。在同一电场中，
7、电场线密的地方，等势面也密集；电场线疏的地方，等势在同一电场中，电场线密的地方，等势面也密集；电场线疏的地方，等势面也稀疏。面也稀疏。电荷沿电场线方向运动，电场力必定做功，而电荷沿等势面运动，电场力电荷沿电场线方向运动，电场力必定做功，而电荷沿等势面运动，电场力一定不做功。一定不做功。 电势的高低跟重力场中位置的高低的含义有相似之处。例如，某处位电势的高低跟重力场中位置的高低的含义有相似之处。例如，某处位置的高低跟放在该处物体的质量无关，某点电势的高低跟放在该点的试探置的高低跟放在该处物体的质量无关，某点电势的高低跟放在该点的试探电荷的电荷量无关。由于电荷有正负之分，这就造成了二者的含义有所不电荷的电荷量无关。由于电荷有正负之分，这就造成了二者的含义有所不同。请讨论，它们有哪些不同。同。请讨论，它们有哪些不同。 例如，质量相等的物体，处于较高位置的重力势能较大，那么电荷量例如，质量相等的物体，处于较高位置的重力势能较大，那么电荷量数值相等的正负电荷，处于电势较高位置的电势能一定较大吗？数值相等的正负电荷，处于电势较高位置的电势能一定较大吗？思考与讨论思考与讨论课堂练习课堂练习
