電勢差（課件） 2024-2025學(xué)年高二物理（人教版2019必修第三冊(cè)）

第十章：第2節(jié)電勢差高中物理必修第三冊(cè)目錄CONTENT高中物理必修第三冊(cè)電勢差等勢面新課引入00.高中物理選擇性必修第一冊(cè)ABmghAhBhAB在地理位置中的A、B兩點(diǎn)2.選取不同的參考平面，從A到B重力做的功是否改變？1.分別選取地面和B所在的平面為參考平面，A、B兩點(diǎn)的高度差是否改變？3.影響重力做功大小的是A、B兩點(diǎn)之間高度值，還是A、B兩點(diǎn)之間高度的差值呢？類比思考00.高中物理選擇性必修第一冊(cè)

某個(gè)電荷在確定的電場中由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，影響靜電力做功多少的因素可能是A點(diǎn)或B點(diǎn)的電勢值呢？還是A、B兩點(diǎn)之間電勢的差值呢？ABFE電勢差第一部分電勢差的概念01.高中物理必修第三冊(cè)+FEAB？？？01.概念：我們將電場中兩點(diǎn)電勢之間的差值叫做電勢差。UAB=

A－

BUBA=

B－

AUAB=－UBA

2.單位：伏特V電勢差01.高中物理必修第三冊(cè)3.電勢差也叫電壓4.電勢差是標(biāo)量，但有正負(fù)UAB=

A－

BUAB＞0UAB＜0

A＞

B

A＜

B對(duì)電勢差的理解01.高中物理必修第三冊(cè)1.描述電勢差時(shí)，必須指明是哪兩點(diǎn)的電勢差。如UAB或UBA。2.電勢差與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)。3.電場中兩點(diǎn)間的電勢差，由電場本身的性質(zhì)及初、末位置決定。4.電勢差的正負(fù)不表示方向，表示電場中兩點(diǎn)電勢的相對(duì)高低。5.推論：高中物理必修第三冊(cè)ABFEWAB=－

Ep＝EpA－EpB＝q

A－q

B＝q(

A－

B)＝qUAB適用于恒力和變力做功電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差等于電場力做的功與電荷量q的比值電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，求電場力做的功。靜電力做功與電勢差的關(guān)系01.問題與思考01.高中物理必修第三冊(cè)某同學(xué)認(rèn)為A、B兩點(diǎn)間電勢差由WAB和q的數(shù)值決定，你認(rèn)為他的想法正確嗎？請(qǐng)說明理由。ABFEq2q3q、、nqW02W03W0、、nW0電勢差的大小與試探電荷無關(guān)，電勢差由場源電荷和兩點(diǎn)的位置決定。電勢差與電勢的區(qū)別01.高中物理必修第三冊(cè)高中物理必修第三冊(cè)比較電勢φ電勢差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的能的性質(zhì)的物理量電勢差與電勢的聯(lián)系01.符號(hào)規(guī)范01.高中物理必修第三冊(cè)應(yīng)用

或WAB=qUAB：(1)加下標(biāo)時(shí):WAB、q、UAB都有正負(fù)，計(jì)算時(shí)都要帶正負(fù)號(hào)。(2)不加下標(biāo)：將各物理量均取絕對(duì)值代入，然后再由題意分析判斷兩點(diǎn)間的電勢高低關(guān)系或電場做功的正負(fù)。靜電力做功的四種常用求法01.高中物理必修第三冊(cè)1.功的定義法：W＝FLcosθ或W＝qELcosθ適用勻強(qiáng)電場2.電勢差法：WAB＝qUAB3.電勢能變化法：

WAB＝EPA

－EPB4.動(dòng)能定理：W電+W其他力=ΔEK

注意：方法（2）、（3）、（4）適用于任何電場教材例題01.高中物理必修第三冊(cè)【例題】在勻強(qiáng)電場中把2.0×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功1.6×10-7J。再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做功-4.0×10-7J。（1）A、B、C三點(diǎn)中，哪點(diǎn)電勢最高？哪點(diǎn)最低？（2）A、B間，B、C間，A、C間的電勢差各是多少？（3）把-1.5×10-9C的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做多少功？（4）根據(jù)以上所得結(jié)果，定性地畫出電場分布的示意圖，標(biāo)出A、B、C三點(diǎn)可能的位置。例題解析01.高中物理必修第三冊(cè)【解析】（1）電荷從A移動(dòng)到B，靜電力做正功，所以A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)高。電荷從B移動(dòng)到C，靜電力做負(fù)功，所以C點(diǎn)電勢比B點(diǎn)高。但C、B間電勢差的絕對(duì)值比A、B間電勢差的絕對(duì)值大，所以C點(diǎn)電勢最高，A點(diǎn)次之，B點(diǎn)電勢最低。（2）A、B間電勢差：

B、C間電勢差：

A、C間電勢差：高中物理必修第三冊(cè)（3）負(fù)電荷從A移動(dòng)到C時(shí)，靜電力做功即靜電力做正功（4）A、B、C三點(diǎn)在電場的示意圖可能是：

C＞

A＞

BUAC＞UAB

B

A

CE例題解析01.問題與拓展01.高中物理必修第三冊(cè)為何是“可能的”？根據(jù)以上例題第（4）問的結(jié)果，定性畫出了電場分布的示意圖，標(biāo)出了A、B、C三點(diǎn)可能的位置，如圖?！翱赡堋闭f明還有其他位置符合要求，這些位置在哪里呢？

B

A

CE尋找電勢相等的點(diǎn)01.高中物理必修第三冊(cè)在勻強(qiáng)電場中把電荷量為2.0×10-9C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力做的功為1.6×10-7J。設(shè)A不動(dòng)，我們能不能再找出一個(gè)位置B′，讓點(diǎn)電荷從A移動(dòng)到B′靜電力做的功與點(diǎn)電荷從A移動(dòng)到B靜電力做的功相等，并把B′點(diǎn)標(biāo)在圖中。

A

BEWAB=WAB′高中物理必修第三冊(cè)WAB′=WAB+WBB′WBB′≠0∴WAB′≠WAB設(shè)想不正確方案一：尋找電勢相等的點(diǎn)01.問題與思考101.高中物理必修第三冊(cè)WAB′=WAB+WBB′WBB′=0∴WAB′=WAB正確方案二：如果我們把電勢相同的各點(diǎn)連接起來會(huì)是什么樣呢？等勢面第二部分等勢面01.高中物理必修第三冊(cè)

A在此面上移動(dòng)電荷時(shí)

B

B′W

=0E

B

B′

B

B′又W

=qU此面上各點(diǎn)間電勢相等U=0V在電場中，電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫作等勢面。勻強(qiáng)電場的等勢面01.高中物理必修第三冊(cè)勻強(qiáng)電場的等差等勢線勻強(qiáng)電場的等差等勢面高中物理必修第三冊(cè)做一做：請(qǐng)根據(jù)正點(diǎn)電荷電場線分布，畫出等勢面。E

等高線φ降低山峰的等高線正點(diǎn)電荷的等勢面01.高中物理必修第三冊(cè)負(fù)點(diǎn)電荷的等勢面01.深井的等高線孤立負(fù)點(diǎn)電荷等差等勢面不等間距同心球面BACφ降低高中物理必修第三冊(cè)底部連在一起的兩座山峰等量同種電荷等差等勢面φ降低ABCoφ降低D等量同種電荷的等勢面01.高中物理必修第三冊(cè)等量異種電荷等差等勢面AoBCDφ降低高峰與深井的等高線等量異種電荷的等勢面01.高中物理必修第三冊(cè)不規(guī)則帶電體的等勢面01.等勢面的特點(diǎn)01.高中物理必修第三冊(cè)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(dòng)電荷時(shí)，靜電力不做功。3.兩等勢面一定不相交。4.兩個(gè)相鄰等勢面間的電勢差是相等的，這樣的等勢面叫做等差等勢面。5.等差等勢面密的地方場強(qiáng)大，等差等勢面稀疏的地方場強(qiáng)小?？偨Y(jié)提升第五部分課堂小結(jié)高中物理必修第三冊(cè)電勢差靜電力做功等勢面UAB=

A－

B兩點(diǎn)的電勢之差，也叫電壓。電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。WAB=－

Ep＝EpA－EpB＝q

A－q

B＝qUAB例題1例題精選01.【參考答案】D高中物理必修第三冊(cè)電場中A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB=10V。將一電荷量q=+2×10-11C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功為（）A．-2×10-10J B．-2×10-12J C．5×10-11J D．2×10-10J解析例題解析02.高中物理必修第三冊(cè)從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功為WAB=UABq=10×2×10-11J=2×10-10J故選D。例題2例題精選03.【參考答案】D高中物理必修第三冊(cè)

解析例題解析04.高中物理必修第三冊(cè)

例題3例題精選05.【參考答案】C高中物理必修第三冊(cè)在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的許多領(lǐng)域，常常需要通過控制電極的形狀和電勢來調(diào)整控制電場。如圖所示，兩平行金屬極板K、G正對(duì)放置，在極板G中央挖一圓孔，兩極板間加電壓，K極電勢較高，等勢面分布如圖所示。從K極中心處發(fā)射有一定寬度的平行于中心軸（x軸）的電子束，不考慮電子的重力及電子間的相互作用力。下列說法正確的是（）A．極板G上圓孔右側(cè)的電場線向中心軸會(huì)聚B．電子通過圓孔前后的一小段時(shí)間內(nèi)加速度不斷增大C．對(duì)會(huì)聚到F點(diǎn)的電子，從發(fā)射到會(huì)聚，電場力做功相同D．沿著中軸線運(yùn)動(dòng)的電子一直做勻變速直線運(yùn)動(dòng)解析例題解析06.高中物理必修第三冊(cè)A．電場線與等勢面垂直，可知極板G上圓孔右側(cè)的電場線向兩側(cè)發(fā)散，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電場線與等勢面的關(guān)系可知，等勢面密集的地方，電場線也密集，所以電子通過圓孔前后的一小段時(shí)間內(nèi)電場線變稀疏，電場強(qiáng)度減小，電子所受電場力減小，加速度減