电势和电势差PPT课件(1)
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高中物理第1章第5节电势差课件1
1．电势差：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压．
2．公式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA.
3．对电势差的三点理解．
栏
(1)电场中两点的电势差，由电场本身的初末位置决定．在确定
目 链
接
的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值．
(2)讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点(两位置)的电势 差．A、B 间的电势差记为 UAB、而 B、A 间的电势差记为 UBA.
接
公式适用于任何电场，计算时注意 W 和 U 的下标要对应．
►尝试应用
2．带电荷量为＋3×10－6 C 的粒子先后经过电场中的 A、B 两点，
克服电场力做功 6×10－4 J，已知 B 点电势为 50 V，则(1)A、B 两点 栏
目
间的电势差 UAB＝________；(2)A 点的电势 φA＝________；(3)电势
解析： (1)无限远处电势为零，则
W∞A＝－qφA＝－8×10－6 J
故φA＝W－∞qA＝－－82××1100－－68 V＝400 V
同理φB＝W－∞qB＝－－22××1100－－68 V＝100 V.
栏 目 链
接
(2)UAB＝φA－φB＝300 V.
(3)若把负电荷由A点移动到B点，WAB＝q′UAB＝－2×10－5× 300 J＝－6×10－3 J.
磁场
，电容器里的电场电逐场渐能 减弱，
电全磁部场场转能能化逐为渐
转
化
为
磁场 ．
能
．
放
电
完
毕
后
，
• 充自原来感电的作过方用程向，：电电流容保器持放电完毕后反，向由充于电继线续圈流的动，
电势差课件
猜想：电势差的大小与零电势点的选取有关吗？ 无关
（3）电势差是标量。其正负表示大小。
我们知道，处于静电平衡状态的导体是一个等势体，若导体 上各点存在电势差，则电荷就要定向移动，电场力就要做功。可 见，电势差与电功有一定的关系。
2、电场力做的功（电功）：WAB E pA E pB qU AB
a
b
E
d
c
6、如图所示，光滑的绝缘竖直细杆与以正电
A
荷Q为圆心的圆周交于B、C两点，设
AB=BC=h。一质量为m、电荷量为-q的空心
小球从杆上A点从静止开始下落，滑到B点时
B
的v速B度 3gh 。 试求（1）小球滑到C点的பைடு நூலகம்度；
Q·
（2）A、C两点的电势差。
解：（1）从B→C，根据动能定理得：
C
mgh=mVC2/2-mVB2/2……①
探电荷无关；而电势能的大小则与试探电荷
的电荷量有关（ E p q ；+q在φ高处Ep 大，-q在φ高处Ep小）。
2、电势的高低与参考点的选取有关，但电势差
与参考点的选取无关。（这一关系类似于高
度与参考平面的选取有关，高度差与参考平
面的选取无关。）
巩固练习：
1、（P25之3）
2、如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点， 它们到点电荷Q的距离 r1<r2 。若a、b两点间的电势差为 100V，将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做功
；（3）
在图中定性画出几条电场线． 甲
解：（1）
·
·A
WAB=qUAB=qU甲乙
·B
=1×10-8×[90-（-10）]J 乙 =1×10-6J
·C
10.2 电势差-2020-2021学年新教材高中物理必修三(新人教版)(共29张PPT)
例1.在匀强电场中把电荷量为 2.0×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做的功为 1.6 × 10-7J。再把这个电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做的功为－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）把电荷量为－ 1.5×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 C 点，静电力做的功是多少？ （4）根据以上结果，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。
【特点】 （1）正电荷：各点电势均为正值 （2）负电荷：各点电势均为负值
类比地理等高线
等势面以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏。
(2)、等量异号电荷
【思考】 等量异号电荷，连线和中垂线上电势怎样 变化？
【特点】 1、中垂线所在平面是一个零势面，各点电势均为0； 2、以中垂线为分界线，靠近正电荷一侧各点电势为正；靠近 负电荷一侧各点电势为负。
或者表示成 U BA B A
问题1：UAB和UBA是什么关系？
显然 U AB U B A
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，
WAB EPA EPB q A qB q( A B )
即: WAB qU AB
或:
U AB
WAB q
电势差的另一种定义方法-比值定义法：
E 2V1V 0V -1V 3V2V 1V 0V AB C D
小结：高度和电势都具有相对性。电势与零电势点的 选择有关，两点间电势差与零电势点的选择无关。
一.电势差与电势的关系
1、电势差：
电场中两点间电势的差值叫电势差，也叫电压
设电场中A点的电势为 A B点的电势为 B
电势电势差
w
W V
1 2
0
E
2
（适用于所有电场）
不均匀电场中 dW wdV
W
dW
V
V
1
2
0
E
2dV
例 已知均匀带电的球体，半径为R，带电量为Q
求 从球心到无穷远处的电场能量
解
E1
Qr
4 0 R3
E2
Q
4 0r 2
Q
R r
取体积元 dV 4r2dr
W1
R
0
1
2
0
E12dV
Q2
40 0R
W2
R12 0 E2 2dV
a
-Q
R2 R1
R2
h R1
l
u R2 Q dr Q ln R2
R1 20lr
20l R1
C Q 20l
u ln(R2 R1)
讨论
R2
h R1
l
若R1>>R2-R1 ,则 C = ?
ln( R2 R1 1) R2 R1
R1
R1
C 0S
d
u
C Q 20l
u ln(R2 R1)
• 电容器的应用：
解
D dS
S
q0i,内
0
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
i
DS 0S D 0
' - - - - - - - - -
电势与电势差
电势与电势差
电势是指在某一点周围的电场中单位正电荷所具有的电势能。
电势可以用来描述电场的强弱以及电荷在电场中所受到的力。
单位为伏特（V）。
电势差是指两个点之间的电势差异。
在电场中，电荷从高电势点向低电势点移动时，将会受到电势差驱动而发生运动。
电势差等于两点之间的电势差除以电荷的大小。
单位为伏特（V）。
电势和电势差的关系可以用公式表示为：
电势差 = 电势2 - 电势1
其中，电势2表示在某一点的电势，电势1表示在另一点的电势。
大学物理 电势 电势差
若取无穷远为势能零点lnln静电场18取a点为电势零点a点距离带电直线为xlnln静电场19例4两个半径分别为r静电场20电势分布大学物理第三次修订本静电场21无限长均匀带电圆柱面半径为r单位长度上电量为求电势分布
第6章 静电场
6.5 电势 电势差
一、电势 电势差 1.电势 定义静电场中位置P处的电势 为单位 检验电荷在位置P处所具有的电势能，
up
"0" p
E dl
1 dq u p ui 或 u p 4πε0 r i 1
n
大学物理 第三次修订本
10
第6章 静电场
例1均匀带电圆环半径为R，电量q 。
求 圆环轴线上一点的电势。 解 建立如图坐标系， 选取电荷元 dq
q
dq
r R o
P x
dq u p du 0 4 π r 0 q q 4 π 0 r 4π 0 R 2 x 2
大学物理 第三次修订本
2
第6章 静电场
电势零点选择方法： 有限带电体以无穷远为电势零点；
当电荷分布可视为无穷范围时，可在电场中选 一适当位置为电势零点； 实际问题中常选择地球电势为电势零点.
选地球为电势零点是基于两点考虑： （1）任何地方都能和地球比较，以确定各带电 体的电势。 （2）地球是一个半径很大的导体。在这样一个 导体上增减一些电荷对其电势的影响很小。
正点电荷周围场的电势为正, 离电荷越 远,电势越低。负点电荷周围场的电势为负, 离电荷越远, 电势越高。
大学物理 第三次修订本
6
第6章 静电场
2. 点电荷系的电势 u P E dl
P
q1
r1
P
r2 q2 P ( E1 E2 ) dl P E1 dl P E2 dl q2 q1 dr dr 2 2 r2 4 r r1 4 r 0 0
第6章 静电场
6.5 电势 电势差
一、电势 电势差 1.电势 定义静电场中位置P处的电势 为单位 检验电荷在位置P处所具有的电势能，
up
"0" p
E dl
1 dq u p ui 或 u p 4πε0 r i 1
n
大学物理 第三次修订本
10
第6章 静电场
例1均匀带电圆环半径为R，电量q 。
求 圆环轴线上一点的电势。 解 建立如图坐标系， 选取电荷元 dq
q
dq
r R o
P x
dq u p du 0 4 π r 0 q q 4 π 0 r 4π 0 R 2 x 2
大学物理 第三次修订本
2
第6章 静电场
电势零点选择方法： 有限带电体以无穷远为电势零点；
当电荷分布可视为无穷范围时，可在电场中选 一适当位置为电势零点； 实际问题中常选择地球电势为电势零点.
选地球为电势零点是基于两点考虑： （1）任何地方都能和地球比较，以确定各带电 体的电势。 （2）地球是一个半径很大的导体。在这样一个 导体上增减一些电荷对其电势的影响很小。
正点电荷周围场的电势为正, 离电荷越 远,电势越低。负点电荷周围场的电势为负, 离电荷越远, 电势越高。
大学物理 第三次修订本
6
第6章 静电场
2. 点电荷系的电势 u P E dl
P
q1
r1
P
r2 q2 P ( E1 E2 ) dl P E1 dl P E2 dl q2 q1 dr dr 2 2 r2 4 r r1 4 r 0 0
第二章第2节电动势ppt课件
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
②从能量转化的角度看，电源是通过非静电 力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
③作用：保持两极间有一定电压，供给电路 电能。
()
(2)在电源内部，电荷移动过程中，非静电力做正功，电荷
电势能减少。
()
(3)所有的电源，均是将化学能转化为电能的装置。( )
答案：(1)√ (2)× (3)×
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
(7)电动势的决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由 _电_源 __本 __身 __决定，与电源的体积和外电路的组成及变化情况无关。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
(5)大小：从做功角度，其数值等于非静电力把 1 C 的正电 荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。
(6)方向：电动势是标量，为研究问题方便，规定其方向为 电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极。
电势差
电动势
单位
伏特(V)
伏特(V)
电流流过电阻，电势降 正负
落，沿电流方向为正， 含义
人教版高二物理必修第三册第十章10.2电势差(共19张PPT)
人教版（2019）高二物理必修第三册 第十章1 0.2电 势差(共 19张PP T)
人教版（2019）高二物理必修第三册 第十章1 0.2电 势差(共 19张PP T)
练习2：
关于电势差UAB和电势φA 、φB的理解，正确的是 BD
A、UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB = φB − φA B、UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB = −UBA C、φA 、φB都有正负，所以电势是矢量 D、零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无 穷远处为零电势点
§10.2 电势差
复习提问：
1、静电力做功的特点是什么？
静电力做的功与电荷的起始位置 和终止位置有关，但与电荷经过的路 径无关。
2、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似？
重力势能
电势能与重力势能
结论：静电力做正功，电势能减小；
静电力做负功(克服电场力做功)， WAB EPA EPB
电势能增大。
人教版（2019）高二物理必修第三册 第十章1 0.2电 势差(共 19张PP T)
（2）AB之间的电势差
UAB=WAB/q=75V
A点电势比B点电势高75V
BC之间的电势差
图
UBC=WBC/q=-200V C点电势比B点电势高200V
.C
UAC=φA- φc=φA-φB+φB-φC
（3）A=CU间AB+的U电BC势差
练习1：
关于对UAB =WAB/q 和WAB = qUAB的理解，正确的是 BC
A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反
比
B、在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电
量
q成正比
2012《优化课堂》课件：物理粤教版选修3-1 第一章 第四节 电势和电势差
5 Wab 2×10 J Uab＝ q ＝ ＝1×104 V. －9 2×10 C
－
知识点 4 电势
1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的 比值 ，叫做这一点的电势，用φ表示． ________ Ep φ＝ q 2．定义式：____________. 伏特(V) 3．在国际单位制中，电势的单位是____________ ，1 V＝ ________. 1 J/C 4．电势是________ 量，只有大小，没有方向． 标
解：(1)方法一：先求电势差的绝对值，再判断正、负．
－4 6 × 10 WAB |UAB|＝ |q| ＝ V＝200 V 3×10－6
因负电荷从 A 移到 B 克服电场力做功，必是从高电势点移 到低电势点，即 φA>φB，UAB＝200 V.
4 WBC 9×10 |UBC|＝ |q| ＝ －6 V＝300 V 3×10
末位置 A、B 确定了，移动电荷 q 做的功 WAB 就是确定值，这 一点与重力做功的情况很相似．
【例 1】如图 1－4－2 所示，在点电荷形成的电 场中，将检验电荷从 A 点分别移动到以点电荷为 中心的同一圆周上的 B、C、D、E 各点，则静电 力做的功( ) 图 1－4－2
A．从 A 到 B 做功最多
D．在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电
荷电势能增加
知识点 3 电势差
1．电势差：电荷 q 在电场中 A、B 两点间移动时，电场力 所做的功 WAB，跟它的电荷量 q 的比值，叫做 A、B 两点的电势 WAB UAB＝ q 伏特(V) 差，也叫电压．公式：____________. 单位：____________
或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．
(4)静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电 荷的电势能数值．
－
知识点 4 电势
1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的 比值 ，叫做这一点的电势，用φ表示． ________ Ep φ＝ q 2．定义式：____________. 伏特(V) 3．在国际单位制中，电势的单位是____________ ，1 V＝ ________. 1 J/C 4．电势是________ 量，只有大小，没有方向． 标
解：(1)方法一：先求电势差的绝对值，再判断正、负．
－4 6 × 10 WAB |UAB|＝ |q| ＝ V＝200 V 3×10－6
因负电荷从 A 移到 B 克服电场力做功，必是从高电势点移 到低电势点，即 φA>φB，UAB＝200 V.
4 WBC 9×10 |UBC|＝ |q| ＝ －6 V＝300 V 3×10
末位置 A、B 确定了，移动电荷 q 做的功 WAB 就是确定值，这 一点与重力做功的情况很相似．
【例 1】如图 1－4－2 所示，在点电荷形成的电 场中，将检验电荷从 A 点分别移动到以点电荷为 中心的同一圆周上的 B、C、D、E 各点，则静电 力做的功( ) 图 1－4－2
A．从 A 到 B 做功最多
D．在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电
荷电势能增加
知识点 3 电势差
1．电势差：电荷 q 在电场中 A、B 两点间移动时，电场力 所做的功 WAB，跟它的电荷量 q 的比值，叫做 A、B 两点的电势 WAB UAB＝ q 伏特(V) 差，也叫电压．公式：____________. 单位：____________
或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．
(4)静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电 荷的电势能数值．
电势讲解课件
Q , rR 4 0R
Q , rR 4 0r
等势体
与电量集中在球心的点 电荷的电势分布相同
(2) 图示
0R
r
例3 计算电量为 Q 的带电球面球心的电势
目的：由电势叠加原理求电势的方法
解：在球面上任取一电荷元 dq
Q
则电荷元在球心的电势为
dq R
d dq
o
4 0R
由电势叠加原理：球面上电荷在球心的总电势
3.1 静电场的保守性
一.静电场力所做的功
1. 点电荷的电场
dA
q0E dl
qq0
4 0r3
r dl
B dr dl E
rB
r
r dl rdl cos rdr
dA
qq0
4 0r 2
dr
q
rA
q0
A
A q0
E dl qq0
L
4 0
rB dr r rA 2
qq0 ( 1 1 )
4 0 rA rB
A1B
B2A
1
B
A
2E
q0
E dl
l
0
E dl 0 静电场的环路定理
l
结论：静电场是保守场 (1)电场强度的线积分只于始末位置有关； (2)电场强度的环流恒等于零。
小结 高斯定律 环路定理
E dS 1
S
0
qi
i
l E dl 0
有源场 保守场
讨论题1：
试用环路定理证明：静电场电场线永不闭合。
E2
Q1
4 0r 2
er
R1 r R2
E3
Q1 Q2
4 0r 2
er
r R2
Q , rR 4 0r
等势体
与电量集中在球心的点 电荷的电势分布相同
(2) 图示
0R
r
例3 计算电量为 Q 的带电球面球心的电势
目的：由电势叠加原理求电势的方法
解：在球面上任取一电荷元 dq
Q
则电荷元在球心的电势为
dq R
d dq
o
4 0R
由电势叠加原理：球面上电荷在球心的总电势
3.1 静电场的保守性
一.静电场力所做的功
1. 点电荷的电场
dA
q0E dl
qq0
4 0r3
r dl
B dr dl E
rB
r
r dl rdl cos rdr
dA
qq0
4 0r 2
dr
q
rA
q0
A
A q0
E dl qq0
L
4 0
rB dr r rA 2
qq0 ( 1 1 )
4 0 rA rB
A1B
B2A
1
B
A
2E
q0
E dl
l
0
E dl 0 静电场的环路定理
l
结论：静电场是保守场 (1)电场强度的线积分只于始末位置有关； (2)电场强度的环流恒等于零。
小结 高斯定律 环路定理
E dS 1
S
0
qi
i
l E dl 0
有源场 保守场
讨论题1：
试用环路定理证明：静电场电场线永不闭合。
E2
Q1
4 0r 2
er
R1 r R2
E3
Q1 Q2
4 0r 2
er
r R2