第十章靜電場中的能量10.2

電勢差目錄CONTENTS1

學習目標2

新課導入3

新課講解4

課堂小結5

當堂小練1.理解電勢差的概念，知道電勢差與零電勢點的選擇無關.2.掌握兩點間電勢差的表達式，知道兩點之間電勢差的正負與這兩點的電勢高低之間的對應關系.3.知道什么是等勢面，知道電場線一定垂直于等勢面，并能理解等勢面的特點.4.會用UAB＝φA－φB及UAB＝

進行有關計算．學習目標ABmghAhBhAB在地理位置中的A、B兩點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兩點的高度差是否改變？3.影響重力做功大小的是A、B兩點之間高度值，還是A、B兩點之間高度的差值呢？新課導入

某個電荷在確定的電場中由A點移動到B點，影響靜電力做功多少的因素可能是A點或B點的電勢值呢？還是A、B兩點之間電勢的差值呢？ABFE類比思考：一、電勢差

1.定義：我們將電場中兩點電勢之間的差值叫做電勢差。+FEAB在電場中兩點間？？？0UAB=

A－

BUBA=

B－

AUAB=－UBA

2.單位：伏特V新課講解3.電勢差也叫電壓一、電勢差4.電勢差是標量，但有正負UAB=

A－

BUAB＞0UAB＜0

A＞

B

A＜

B（1）描述電勢差時，必須指明是哪兩點的電勢差。如UAB或UBA。（2）電勢差與零電勢點的選取無關。（3）電場中兩點間的電勢差，由電場本身的性質(zhì)及初、末位置決定。（4）電勢差的正負不表示方向，表示電場中兩點電勢的相對高低。5.對電勢差的理解（5）推論：一、電勢差ABFEWAB=－

Ep＝EpA－EpB＝q

A－q

B＝q(

A－

B)＝qUAB二、靜電力做功與電勢差的關系適用于恒力和變力做功1.公式推導電場中A、B兩點間的電勢差等于電場力做的功與電荷量q的比值某同學認為A、B兩點間電勢差由WAB和q的數(shù)值決定，你認為他的想法正確嗎？請說明理由。二、靜電力做功與電勢差的關系2.思考與討論ABFEq2q3q、、nqW02W03W0、、nW0電勢差的大小與試探電荷無關，電勢差由場源電荷和兩點的位置決定。電勢差與電勢的區(qū)別比較電勢φ電勢差U聯(lián)系

數(shù)值關系UAB＝φA－φB，當φB＝0時，UAB＝φA單位相同，均是伏特(V)標矢性都是標量，且均具有正負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)系應用

或WAB=qUAB：(1)加下標時:WAB、q、UAB都有正負，計算時都要帶正負號。二、靜電力做功與電勢差的關系3.符號規(guī)范(2)不加下標：將各物理量均取絕對值代入，然后再由題意分析判斷兩點間的電勢高低關系或電場做功的正負。靜電力做功的四種常用求法：（1）功的定義法：W＝FLcosθ或W＝qELcosθ適用勻強電場（2）電勢差法：WAB＝qUAB（3）電勢能變化法：

WAB＝EPA

－EPB（4）動能定理：W電+W其他力=ΔEK注意：方法（2）、（3）、（4）適用于任何電場二、靜電力做功與電勢差的關系4.規(guī)律總結【例題】在勻強電場中把2.0×10-9C的正電荷從A點移到B點,靜電力做功1.6×10-7J。再把這個電荷從B點移到C點,靜電力做功-4.0×10-7J。（1）A、B、C三點中，哪點電勢最高？哪點最低？（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點移到C點，電場力做多少功？（4）根據(jù)以上所得結果，定性地畫出電場分布的示意圖，標出A、B、C三點可能的位置。二、靜電力做功與電勢差的關系【解析】（1）電荷從A移動到B，靜電力做正功，所以A點電勢比B點高。電荷從B移動到C，靜電力做負功，所以C點電勢比B點高。但C、B間電勢差的絕對值比A、B間電勢差的絕對值大，所以C點電勢最高，A點次之，B點電勢最低。二、靜電力做功與電勢差的關系（2）A、B間電勢差：

B、C間電勢差：

A、C間電勢差：（3）負電荷從A移動到C時，靜電力做功即靜電力做正功（4）A、B、C三點在電場的示意圖可能是：二、靜電力做功與電勢差的關系

C＞

A＞

BUAC＞UAB

B

A

CE為何是“可能的”？根據(jù)以上例題第（4）問的結果，定性畫出了電場分布的示意圖，標出了A、B、C三點可能的位置，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？提出新問題：

B

A

CE在勻強電場中把電荷量為2.0×10-9C的點電荷從A點移動到B點，靜電力做的功為1.6×10-7J。設A不動，我們能不能再找出一個位置B′，讓點電荷從A移動到B′靜電力做的功與點電荷從A移動到B靜電力做的功相等，并把B′點標在圖中。

A

BE尋找電勢相等的點WAB=WAB′WAB′=WAB+WBB′WBB′≠0∴WAB′≠WAB設想不正確方案一：尋找電勢相等的點WAB′=WAB+WBB′WBB′=0∴WAB′=WAB正確尋找電勢相等的點方案二：

A在此面上移動電荷時

B

B′W

=0E

B

B′

B

B′又W

=qU此面上各點間電勢相等等勢面三、等勢面U=0V在電場中，電勢相同的各點構成的面叫做等勢面。1.勻強電場的等差等勢面（線）勻強電場的等差等勢線勻強電場的等差等勢面三、等勢面做一做：請根據(jù)正點電荷電場線分布，畫出等勢面。E三、等勢面

等高線2.正點電荷的等差等勢面（線）φ降低山峰的等高線深井的等高線孤立負點電荷等差等勢面不等間距同心球面BACφ降低三、等勢面3.負點電荷的等差等勢面（線）三、等勢面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三、等勢面4.等量同種電荷的等差等勢面（線）等量異種電荷等差等勢面AoBCDφ降低高峰與深井的等高線三、等勢面5.等量異種電荷的等差等勢面（線）三、等勢面6.形狀不規(guī)則的帶電導體的等差等勢面（線）等勢面的特點：（2）電場線跟等勢面垂直，且由高電勢指向低電勢。（1）在等勢面上移動電荷時，靜電力不做功。三、等勢面（3）兩等勢面一定不相交。（4）兩個相鄰