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1、第十章第十章 静电场中的能量静电场中的能量第二节第二节 电势差电势差想一想ABmghAhBhAB在地理位置中的A、B两点3.选取不同的参考平面，从A到B重力做的功是否相等？1.分别选取地面和B所在的平面为参考平面，A、B两点的重力势能是否改变？4.影响重力做功多少的是A、B两点距离参考平面的高度呢？还是A、B两点之间高度的差值呢？2.分别选取地面和B所在的平面为参考平面，A、B两点的高度差是否改变？类比思考 某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功多少的因素，是A点或B点的电势呢？还是A、B两点之间电势的差值呢？ABFE因此，电势的差值往往比电势更重要。一、电势差 U1、定义：电
2、场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压，单位V。2、设电场中A、B两点的电势差为UAB，A点的电势 为，B点的电势为。则有：或者：3、电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间 电势的高低。电势差的物理意义（11）研究电势差时，必须指明哪两点的电势差。）研究电势差时，必须指明哪两点的电势差。如如UUABAB或或UUBABA。（22）电势差与零电势点的选取无关。电势差与零电势点的选取无关。（33）电场中两点间的电势差，由电场本身的性质及初、末位置决定。电场中两点间的电势差，由电场本身的性质及初、末位置决定。（44）电势差的正负不表示方向，表示电场中两点电势的相对高低。电势差的正负不表示方向，表示
3、电场中两点电势的相对高低。（55）推论：推论：二、电势差与电场力做功的关系电荷+q从电场中A点移到B点：A BE则有：所以：或者 注意q计算时带入正负号！对于公式 的理解：（1）UAB只由电场本身决定，与电场中A、B两点的位置有关，与WAB、q无关。（2）电势差在数值上等于移动单位正电荷所做的功。（3）公式适用于任何电场。电势和电势差的比较概念比较内容电势 电势差U区别定义电势能与电荷量比值 电场力做功与电荷量比值U决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定相对性 与零电势点的选取有关 与零电势点的选取无关联系数值关系UABAB；当B0时，UABA单位相同，均是伏特(V)，
4、常用单位还有kV、mV等标矢性 都是标量，但均具有正负物理意义 均是描述电场的能的性质的物理量例1.下列说法正确的是（）A.电势差和电势一样，是相对量，与零点的选取有关；B.电势差是个标量，但是有正负之分；C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关；D.A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同位置而改变，所以UAB=UBA。BC例2.在匀强电场中将电量为2.010-9C的正电荷从A移到B点，静电力做功为1.510-7J。再把这个这个电荷从B移到C点，静电力做功为-4.010-7J。（1）A、B、C三点哪点电势最高？哪点电势最低？例2.在
5、匀强电场中将电量为2.010-9C的正电荷从A移到B点，静电力做功为1.510-7J。再把这个这个电荷从B移到C点，静电力做功为-4.010-7J。（2）AB间、BC间、AC间的电势差各是多少？例2.在匀强电场中将电量为2.010-9C的正电荷从A移到B点，静电力做功为1.510-7J。再把这个这个电荷从B移到C点，静电力做功为-4.010-7J。（3）把-1.5 10-9 C的电荷从A点移到C点，电场力做多少功？负电荷从 A 移动到 C 时，静电力做功即静电力做正功例2.在匀强电场中将电量为2.010-9C的正电荷从A移到B点，静电力做功为1.510-7J。再把这个这个电荷从B移到C点，静电
6、力做功为-4.010-7J。（4）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。C A BUAC UABB ACE在地图上，把海拔高度相同的各点连接成线，叫等高线。用等高线表示地面高低起伏的地图，叫做等高线地图二、等势面在电场中常用等势面来表示电势的高低。电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。二、等势面特点：同一个等势面上，任何两个点的电势相等，则电荷在这两个点上具有相同的电势能，故电场力不做功。在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功。电场力如何不做功？电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 二、等势面特点：不同等势面在空间不相交
7、、不相切。等差等势面密处场强大、电场线密，等差等势面疏处场强小、电场线疏。+等间距沿场强方向移动+q电势能减少；移动-q电势能增加。1.匀强电场的等势面注意：E 相同的地方，电势可以不同二、等势面电势差二、等势面2.正点电荷：顺着电场线电势降低，常取离场源电荷越近，等势面越密集（E大）试探电荷+q在靠近场源+Q时Ep大试探电荷-q在靠近场源+Q时Ep小等势面是以点电荷为球心的一族球面顺着电场线电势降低，常取离场源-Q越近，等势面越密集（E大）试探电荷+q在靠近场源-Q时Ep小试探电荷-q在靠近场源-Q时Ep大二、等势面3.负点电荷：等势面是以点电荷为球心的一族球面 中垂线上：等势面，各点与无穷
8、远相等常取=0。水平连线上：从正电荷到负电荷电势降低，中点电势为0。二、等势面4.等量异种点电荷+水平连线上电势先降低后升高，正中间电势最低。5.等量同种点电荷左右对称的曲面 中垂线上电势从中间向两侧递减，正中心最大。中垂线上电势从两侧无穷远至中间递减，正中心最低。-水平连线上电势正中间电势最高。二、等势面等量正点电荷等量负点电荷例题：如图，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知（）A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功C、粒子从K到L的过程中，电势能增加D、粒子从L到M的过程中，动能减少AC例题：一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为()A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减少D.重力势能和电势能之和增加EabC例题：如图所示，A、B、C为匀强电场中的三点，已知这三点的电势分别为A=10V，B=2V，C=-6V，试在图上画出过B点的等势线和场强的方向。B2VC-6VA10VE