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10.2电势差(教学课件）——高中物理
人教版（2019）必修第一册
学习目标
1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关.
2．掌握两点间电势差的表达公式，知道两点之间电势差的 正负号与这两点的电势高低之间的对应关系.
3．知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算.
4.知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。
新知导入
如图，测量手指和球的高度时，用地面和桌面不同位置作为测量高度的起点，手指和球的高度的数值就不相同，但手指和球的高度差却保持不变。
新知导入
同理，选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变，但电场中某两点间的电势的差值却保持不变。可见，有时电势的差值比电势更重要。
今天我们就来学习电势的差值——电势差
一、电势差
电场中两点间电势的差值，叫做电势差，也叫电压
设电场中A点的电势为
，B点的电势为
则有
思考：
1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？
2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？
表示两点电势高低
无关
与重力势能相似
二、静电力做功与电势差的关系
电荷q从电场中A点移到B点，电场力所做的功
即
或
思考：
1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？
2、WAB跟q、UAB有关吗？
由电场本身的因素决定；与WAB、q无关
跟q、UAB都有关
注意：应用公式 , 时应注意各物理量都有符号
【说明】
1.电势差与移动的电荷无关，它只反映了电场自身的性质；
2.在国际单位制中，电势差的单位：伏特（V）
3.电势差即电压；
4.若一静电场中两点的电势差UAB，则WAB=qUAB.
例1：在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5×10-7J．再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功为-4.0×10-7J．
（1）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？
（2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？
（3）把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？
（4）根据以上所得的结果，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．
例题展示
1、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫等势面
类比等高线
正点电荷的电场的等势面
三、等势面
负点电荷的电场的等势线
特点：以点电荷为球心的一簇球面。
等量同种电荷电场的等势面
特点：两簇对称的曲面。
等量异种电荷电场的等势面
特点：两簇对称的曲面。
匀强电场的等势面
特点：垂直于电场线的一簇平面。
带电导体周围的电场和等势面
特点：不规则球面，处于静电平衡的导体是一个等势体，表面是一个等势面。
2、等势面的特点：
（2）电场线与等势面处处垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
（4）等势面在空间不能相交、不相切
（3）等差等势面越密的地方，电场强度E越大。
（1）在同一等势面的任意两点间移动电荷，电场力不做功。
例1.(多选)关于电势差和电场力作功的说法中，正确的是（ ）
A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定
B.电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定
C.电势差是矢量，电场力作的功是标量
D.在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零
BD
例2　 (2021·山东青岛检测)如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝6 m，bc＝10 m，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b静电力做功为W1＝1.2×10－5 J，求：
(1)匀强电场的电场强度E；
(2)电荷从b移到c，静电力做的功W2；
(3)b、c两点间的电势差Ubc。
[答案]　(1)50 V/m　(2)1×10－5 J　(3)250 V
[拓展]　在[例3]中，将电荷q从a点移到c点的过程中，
静电力做的功W为多少，a、c两点的电势差Uac又是多少？
答案：2.2×10－5 J　550 V
例3. 如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ）
A. 把正电荷从 a 移到 b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高
B. 把正电荷从 a 移到 b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低
C. 把负电荷从 a 移到 b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高
D. 把负电荷从 a 移到 b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低
D
a
b
1、关于等势面，正确的说法是（ 　）
A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功
B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面一定跟电场线垂直
D．两等势面不能相交
CD
练习：

AC
3．如图所示，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面。A、B是同一等势面上的两点，C为另一等势面上的一点。下列判断正确的是
(　　)
A．A点场强与B点场强相同
B．C点电势高于B点电势
C．将电子从A点沿虚线移到B点，静电力不做功
D．将质子从A点移到C点，其电势能增加
Ｃ
3．如图为枕形导体周围的等势面和电场线(带有箭头的为电场线)示意图。已知相邻两个等势面间的电势差相等，则(　　)
A．a点和d点的电场强度一定相同
B．a点的电势一定低于b点的电势
C．将正电荷从c点移到d点，静电力一定做正功
D．将负电荷从c点沿虚线移到e点，电势能一定先增大后减小
Ｂ
一、电势差
课堂小结
2.静电力做功与电势差的关系式:
1.电场中两点间电势的差值叫电势差,也叫电压.
二、等势面:电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面.
①在同一等势面上移动电荷时,静电力不做功.
②等势面始终一定跟电场线垂直,即跟电场强度的方向垂直.
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.
单位:伏特(V)
电势降落最快的方向那为电场线方向.

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