1、第十章静电场中的能量第第2 2节节 电势差电势差 人教版新教材高中物理第三册（1 1）静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做）静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的的功只与电荷的_ 有关，与电荷移动有关，与电荷移动_ 无关，即电场力做功与重力做功有着相同的特点。因此电荷无关，即电场力做功与重力做功有着相同的特点。因此电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做在电场中也具有势能，这种势能叫做_。（2 2）电场力做功与电势能变化的关系：电场力）电场力做功与电势能变化的关系：电场力做做 时时，电荷的电势能电荷的电势能 ；电场力；电场力做做 时时，电荷的电势，电荷的电势能能
2、 。电场力做功的多少等于。电场力做功的多少等于 _ 。写出电荷从电场中的写出电荷从电场中的A A点移到点移到B B点的过程中，静电力所做的功点的过程中，静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式与电荷在两点的电势能变化的关系式_。起始位置和终止位置路径电势能减少增加电势能的减少量PBPAABEEW 知识回顾知识回顾正功负功（3 3）电势能：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点）电势能：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到移到_位置时所做得功。通常把位置时所做得功。通常把_的电势的电势能规定为零。能规定为零。（4 4）电势：电场中某一点，电荷的）电势：电场中某一点，电荷的_ _，
3、叫做这一点的电势。公式叫做这一点的电势。公式：。沿电场线方向，电势。沿电场线方向，电势_。电势是个相对的量，某点的电势与电势是个相对的量，某点的电势与_的选取有关。因的选取有关。因此电势有正、负，表示该点电势比零电势点高还是低。通常把此电势有正、负，表示该点电势比零电势点高还是低。通常把_ _ _的电势规定为零。的电势规定为零。零势能无穷远或大地电势能与电荷量的比值qEP 降低零电势点无限远处或大地知识回顾知识回顾ABmg+FEhAhBhABAB在地理位置中两点间在地理位置中两点间在电场中两点间在电场中两点间？AB0 00 0EPAEPBWGEPAEPBWF重力场电场知识类比知识类比电势差：电
4、场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压BAABUABBAUABABUU则有则有或者表示成或者表示成显然显然BA设电场中设电场中A A点的电势为点的电势为，B B点的电势为点的电势为一、电势差与电势的关系一、电势差与电势的关系思考思考1 1、电势差可以是、电势差可以是正值正值也可以是也可以是负值负值，电势差的正，电势差的正负表示什么意义？负表示什么意义？2 2、电势电势的数值与零电势点的选取的数值与零电势点的选取有关有关，电势差的，电势差的数值与数值与零电势点零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？哪个概念相似？表示两点电势表示两点电势高低，是标量高低
5、，是标量 无关无关 与与高度差高度差相似相似3 3、电场中、电场中A A、B B两点间的电势差两点间的电势差U UABAB与与q q是否有关？是否有关？4 4、电势差、电势差U UABAB跟移动电荷的跟移动电荷的路径路径是否有关？是否有关？无关无关 无关无关高度和电势都具有相对性 电势与零电势点的选取有关 电势差与零电势点的选取无关ABCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V与高度差相似与高度差相似电荷电荷q从电场中从电场中A点移到点移到B点点：EAB+qWAB=EPA-EPBEPA=qAEPB=qBWAB=qUABUAB=WABq静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。二、静电力做的功与电
6、势差的关系二、静电力做的功与电势差的关系二、静电力做的功与电势差的关系二、静电力做的功与电势差的关系 如图，电荷q从电场中的A移动到B时，电场力做的功为：ABABqUWA AB B注：电场力做功有正负之分，电场力做正功WAB0；电场力做负功，WAB0；对负电荷取q0；利用该式计算时，要注意到WAB、q及UAB的正负公式适用于任何电场例例1.在电场中把在电场中把2.010-9C的正电荷从的正电荷从A点移到点移到B点，静电力做功点，静电力做功1.610-7J。再把这个电荷从。再把这个电荷从B点移到点移到C点，静电力做功点，静电力做功-4.010-7J。（1）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最
7、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？使用公式时，q的正负和U的正负都带入，算出的功为正，则说明电场力做正功，电荷的电势能减小;反之亦然q、都取绝对值，算出的功也是绝对值，是正功还是负功根据具体情况来判断。例例1.在电场中把在电场中把2.010-9C的正电荷从的正电荷从A点移到点移到B点，静电力做功点，静电力做功1.610-7J。再把这个电荷从。再把这个电荷从B点移到点移到C点，静电力做功点，静电力做功-4.010-7J。（3）把）把-1.510-9 C的电荷从的电荷从A点移到点移到C点，静电力做多少功点，静电力做多
8、少功？（4）根据以上所得结果，定性地画出电场分布的示意图，标出）根据以上所得结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。三点可能的位置。电势差由电场本身的因素决定，与试探电荷q无关电场力做功由电荷q和电势差U共同决定ABC将将一个电量为一个电量为-2-21010-8-8C C的点电荷，从零电势点的点电荷，从零电势点S S移移到到M M点电场力做功点电场力做功4 41010-8-8J J，则，则M M点电势点电势 ；若将该电荷从若将该电荷从S S点移至点移至N N点，电场力做功点，电场力做功 -14-141010-8-8C C，则，则N N点电势点电势 ;MNMN两点间的电势
9、差两点间的电势差 ；NMNM两点间的电势差两点间的电势差 。V2M V7N V9UNM V9UMN 练一练练一练(1)(1)定义定义:电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面(2)(2)等势面是为了形象描述电场中各点电势面人为画出的曲面等势面是为了形象描述电场中各点电势面人为画出的曲面(3)(3)等势面的特点等势面的特点沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功三、等势面三、等势面等势面分布越密,场强越大;分布越疏,场强越小等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面两个电势不同的等势面不能相交正点电荷的等势面正点电荷的等势
10、面负点电荷的等势面负点电荷的等势面等量异种电荷电场的等势面等量异种电荷电场的等势面等量同种电荷电场的等势面等量同种电荷电场的等势面匀强电场的等势面匀强电场的等势面带电导体周围的电场和等势面带电导体周围的电场和等势面如图所示如图所示，虚线，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的点电荷仅在电场力作，实线为一带负电的点电荷仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，是这条轨迹上的三点，R在等势面在等势面b上，据此可知（）上，据此可知（）A三个等势面中，三个等势面中，c的电势最低的电势最低B该点电荷在该点电荷在R点的加速度方向垂直于等势面点的加速度方向垂直于等势面bCQ点的场强大于点的场强大于P点场强点场强D该点电荷在该点电荷在P点的电势能比在点的电势能比在 Q点的小点的小B练一练练一练人教版新教材高中物理第三册
