高中物理电势差
10-2 电势差 高中物理课件人教版必修三
二、等势面
1、地图中的等高线
二、等势面
2、等势面：把在电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。
3、等势面的特点：
（1）同一等势面上移动电荷，静电力不做功； （2）电场线跟等势面垂直，并且有电势高的等势面指向电势低的等势面； （3）等差等势面的疏密反映电场强度的大小。 （4）不同等势面在空间不相交、不相切
4、静电力做的功与电势差的关系 如图，电荷q从电场中的A移动到B，已知A点电势φA，B点电势φB，
求电场力做的功。
A
B
W qU AB
ห้องสมุดไป่ตู้
AB 普遍适用，各量均带正负号.
4、静电力做的功与电势差的关系 电势差的另一种定义方法-比值定义法
WAB qU AB
（1）电势差在数值上等于移动单位正电荷所做的功。
11．如图所示，曲线表示某电场的等势面，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点， 则分析正确的是（AC ） A．一正电荷从b点运动到e点，电势能不变 B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为-4eV C．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左 D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最小
10.2 电势差
一、电势差
1、电势差定义： 电场中两点间电势的差值，也叫电压。
设电场中A点的电势为 A ，B点的电势为 B
则有： U AB A B
或者表示成 U BA B A
显然
U AB U B A
一、电势差
思考：若以C点为零电势点,则A点的电势为多少?D点的电势为多少?A、D两点的电势相 差多少？
6．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等 ，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹， P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知B（ ） A．三个等势面中，a的电势最高 B．带电质点通过P点时电势能较大 C．带电质点过P点时的动能较大 D．带电质点通过P点时的加速度较小
高中物理电势差
高中物理电势差在高中物理的学习中，电势差是一个非常重要的概念。
它不仅是理解电场性质的关键，也是解决许多电学问题的基础。
那什么是电势差呢？简单来说，电势差就是电场中两点之间电势的差值。
就好像在一座山上，不同的位置有不同的高度，而高度的差值就类似于电势差。
为了更好地理解电势差，我们先来了解一下电势。
电势就像是一个位置所具有的“电势能的高度”。
在电场中，某一点的电势越高，把一个电荷移动到这一点所需要做的功就越多。
假设在一个电场中有 A、B 两点，A 点的电势为φA，B 点的电势为φB，那么 A、B 两点之间的电势差 UAB 就等于φA φB。
这个差值反映了把电荷从 A 点移动到 B 点时电场力做功的能力。
电势差的单位是伏特（V），它是一个非常常用的电学单位。
比如说，我们常见的电池，上面标注的 15V 或者 9V 等，指的就是电池两端的电势差。
为什么我们要研究电势差呢？这是因为它能够帮助我们定量地描述电场对电荷做功的情况。
如果知道了两点之间的电势差，以及电荷的电荷量，我们就可以计算出电场力对电荷所做的功。
在匀强电场中，电势差与电场强度之间有着密切的关系。
假设电场强度为 E，沿着电场线方向的两点之间的距离为 d，那么这两点之间的电势差 U 就等于 Ed。
这个公式在解决很多与匀强电场相关的问题时非常有用。
举个例子来说，假如有一个平行板电容器，两极板之间的距离为d，两极板之间的电势差为 U，而且我们知道两极板之间是匀强电场，那么通过这个公式就能很方便地求出电场强度。
再来说说实际生活中的应用。
我们家里使用的各种电器，其实都是在电势差的作用下工作的。
电流在电路中流动，就是因为存在着电势差，从而使得电荷能够定向移动，形成电流，为我们的电器提供能量。
比如电灯，当它接入电路中，两端存在一定的电势差，电流通过灯丝时发热发光，从而为我们照明。
还有电动机，通过内部的线圈在磁场中受到安培力的作用而转动，而产生安培力的前提也是存在电势差，从而形成电流。
高中物理精品课件：电势差(教学课件)
q
q
区 决定
别 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 有，与零电势位置的选取有关 无，与零电势位置的选取无关
06 电势差与电势的联系
比较
电势φ
电势差U
数值关系
联
单位
系
标矢性
UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 相同，均是伏特(V)
都是标量，且均具有正负
物理意义均是描述电场的能的性质的物理量
11 寻找电势相等的点
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。
设A不动，我们能不能再找出一个位置B′，让点电荷从A移 动到B′静电力做的功与点电荷从A移动到B静电力做的功相 等，并把B′点标在图中。
E
A
B
WAB=WAB′
11 寻找电势相等的点
课堂总结
两点的电势之 差，也叫电压。
电场中电势相等 的点构成的面。
电势 差
静电力做 功
U AB
WAB q
UAB=A－B
WAB=－Ep ＝EpA－EpB ＝qA－qB ＝qUAB
等势 面
课堂练习
【练习1】（多选）关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，正确的是（ ） A．UAB表示B点相对于A点的电势差，即UAB＝φB－φA B．φA、φB都可以有正、负，所以电势是矢量 C．UAB和UBA是不同的，它们有关系UAB＝－UBA D．电势零点的规定是任意的，但人们通常规定大地或无穷远处为电势零点
不 等 间 距 同 心 球 面
深井的等高线
05 等量同种电荷的等势面
φ
降D
低
A
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，
高中物理：电势差
高中物理：电势差【知识点的认识】1．概念：φA﹣φB叫A点相对于B点的电势差，用U AB表示，即：U AB＝φA﹣φB．|φA﹣φB|叫A点和B点间的电势差，又叫电压，用U表示。
2．运算关系：U AB＝﹣U BA，U AC＝U AB+U BC。
3．特点：①电势差的值是绝对的，与电势零点的选取无关；②电势差是标量，没有方向，正负的物理含义是若U AB＞0，则A点电势比B点电势高，若U AB＜0，则A点电势比B点电势低。
4．电场力做功与电势差的关系：W AB＝qU AB，如果只要考虑数值，则可简记为W＝qU。
【命题方向】题型一：对电势差概念的理解例1：关于电势差的说法中，正确的是（）A．两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功B.1C的电荷从电场中一点移到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1V C．在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D．两点间的电势差的大小跟放入这两点间的电荷的电量成反比分析：根据电势差和电场力做功的公式U AB＝求解。
两点间的电势差是由电场本身决定的与检验电荷无关。
解：A、根据电势差和电场力做功的公式U AB＝得：两点间的电势差等于从其中一点移到另一点时，电场力所做的功与电荷量的比值，故A错误。
B、1C的电荷从电场中一点移到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1V，故B正确。
C、在两点间移动电荷时，电场力做功的多少与电荷量和两点间的电势差都有关，故C错误，D、两点间的电势差是由电场本身决定的与检验电荷无关。
故D错误。
故选：B。
点评：解决该题关键要了解公式U AB＝的意义。
题型二：电势差的计算例2：如图所示，在一匀强电场中的O点固定一电量为Q的正点电荷，设正点电荷Q的电场与匀强电场互不影响，a、b、c、d为电场中的四点，分布在以O为圆心、r为半径的圆周上，一电量为q的正检验电荷放在a点时恰好平衡。
则下列说法正确的是（）A．电场中b、d两点间的电势差B．电场中b、d两点间的电势差C．电场中a、c两点间的电势差D．电场中a、c两点间的电势差分析：一电量为q的正检验电荷放在a点时恰好平衡，根据平衡条件和点电荷场强公式求得匀强电场的场强。
高中物理选修3-1-电势差
电势差知识集结知识元电势差知识讲解电势差1．定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差。
用字母U或者U AB表示2．电势差表达式：U AB=φA-φB。
3．物理意义：反映静电力做功本领大小的物理量，其值越大表明在该两点间移动相同的电荷时静电力做功越多。
4．电势差的绝对性：电场中两点的电势差由电场本身和初末位置决定，带确定的电场中即使不放入检验电荷，任何两点间的电势差都是确定值。
5．电势差的标矢性：电势差是标量，但有正负，正负号表示电场中两点电势的相对高低，如U AB=-6V表明A点比B点电势低。
电势差的数值与电势零点选取无关。
6．与电场线关系：电场线越密的地方，沿电场线上相同距离的两点间电势差越大。
U AB=-U BA7．电场力做功W AB=qU AB例题精讲电势差例1.下列关于电场基本概念与规律的判断正确的是（）A．由E可知，场强E与检验电荷电量q成反比、与电场力F成正比B．由U AB可知，电势差与检验电荷电量q成反比、与电场力做功成正比C．由库仑定律F=k，当距离r→0时库仑力F→∞D．由C可知，平行板电容器电容C与距离d成反比、与正对面积S成正比例2.一个带正电的质点，电量q=3.0×10-9C，在静电场中由a点移到b点，在这个过程中，除静电力做功外，质点克服其他力做功6.0×10-5J，其动能增加了3.0×10-5J，则a、b两点间电势差U ab为（）A．1.0×104V B．2.0×104VC．3.0×104V D．-3.0×104V例3.在电场中关于电势差的说法，下列错误的是（）A．电场中两点间电势的差值叫做电势差B．电势差也叫电压C．电场中两点间电势差的绝对值与零电势点的选取有关D．电势差是标量，其数值可以为正值，也可以为负值例4.对于电场中A、B两点，下列说法正确的是（）A．电势差的定义式U AB说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功C．将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点间的电势差为1V D．若电荷由A点移到B点的过程，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功例5.对关系式U ab=Ed的理解，正确的是（）A．式中的d是a、b两点间的距离B．a、b两点间距离越大，电势差越大C．d是a、b两个等势面的距离D．此式适用于任何电场例6.如图所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10-9C的正电荷从A经B、C到达D点．则从A到D电场力对电荷做的功为（）A．4.8×10-8J B．-4.8×10-8JC．8.0×10-8J D．-8.0×10-8J。
电势差(高中物理教学课件)
例14.(多选)如图所示，曲线表示某电场的等势面， 图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则分析正 确的是（AC） A.一正电荷从b点运动到e点，电势能不变 B.一电子从a点运动到d点，电场力做功为-4eV C.b点电场强度垂直于该点 所在等势面，方向向左
D.a、b、c、d四个点中，b 点的电场强度大小最小
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
2
解：U AB
WAB q
80V，U BC
WBC q
200V
（1）A比B高80V，C比B高200V，所以C电势最高，B电低。
（2）U AC U AB U BC 120V
（3）WAC q'U AC 1.8107 J
④WAB=qUAB适用于一切电场，只要知道电量和电势差 即可，是从能的性质角度求功。
⑤WAB=qEd只适用于匀强电场，是从力的性质角度求功。
例1.(多选)关于电势差和电场力作功的说法中， 正确的是（ BD） 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
例5.某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分 布。若单位正电荷沿任一路径从A点移到B点，静电力所 做的功是多少？说明理由。正电荷从A点 移到C点，跟从B点移到C点，静电力所做 的功是否相等？说明理由。
重力场与电场类比
重力:G=mg
静电力:F=qE
重力做功: 只与初末位置有关 静电力做功:
重力势能:EP 重力势能的变化:
二.等势面 在地图中，常用等高线来表 示地势的高低。与此相似， 在电场的图示中常用等势面 来表示电势的高低。
高中物理 电势差
1、等势面： 电势相等的点所构成的面。
2、典型电场的等势面
点 电 荷 的 电 场 的 等 势 线
等 量 同 种 电 荷 电 场 的 等 势 面
等 量 异 种 电 荷 电 场 的 等 势 面
匀强电场的等势面
带电导体周围电场的等势面
三、等势面的特点
（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力 不做功
系，正确的说法是（ C）
A．任意两点间的电势差等于场强和这两点 间距离的乘积
B．电势降落的方向必定是场强方向 C．活电场线方向任意相同距离的两点间的 电势差必相等
D．不沿电场线方向任意相同距离的两点间 的电势差不可能相等
例3、在电场强度为600 N/C的匀强电
场中，A、B两点相距5 cm，若A、B两 点连线是沿着电场方向时，则A、B两 点的电势差是___3_0___ V。若A、B两点 连线与电场方向成60°角时， 则A、B 两点的电势差是___1_5____V；若A、B两 点连线与电场方向垂直时，则A、B两
荷情况无关
一、场强和电势差的区别
1．电场强度E描述了电场具有力的性质， 电势差U描述了电场具有能的性质，E 是矢量，U是标量．
2．E和U描述电场的角度虽不同，但作为 反映同一电场的两个物理量，存在着一 定的联系．
电势能的变
电场力 移动电荷q做功
化
（F=qE）
WAB=qUAB
电场强度 （E）
?
电势差 （UAB）
A
EPA q
4 10 5 2 10 6
V
20V
注意:计算电势首先要规定零电势处,且
电势可以为负.
课堂训练
1．如图1所示，a、b为某电场线上的两 点，那么以下的结论正确的是 （ AD）
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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 q B q( A B )
即
WAB qU A B
1、如图所示的电场中,将2C的正电荷分 别由A、C两点移到B点时,电场力所做的 功分别是30J、-6J,如果取B点为零电势 点,A、C两点的电势分别是 A = , B = , A、C两点的电势能分别是 EPA= ,EPC= ,AC间的电势差Ｕ ,如果取A为零电势点，那么 AC= , B = , A= EPA= ,EPC= ,ＵAC= .
U AB WAB q
或
思考
1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？
由电场本身的因素决定 与WAB、q无关 2、WAB跟q、UAB有关吗？ 跟q、UAB都有关
EP 应用公式 q
, U AB
有符号
WAB 时应注意各物理量都 q
计算时可代入符号进行运算,结果的 正负就说明所求物理量的大小高低和正负, 也可将各物理量均取绝对值代入,然后再 由题意分析判断两点间的电势高低关系或 其他问题.
a b c d e
7、电场中A、B两点的电势是 A=800 V， B= -200 V，把电荷q= -1.5×10-8C由A点 移到B点，电场力做了多少功？电势能是增 加还是减少，增加或者减少多少？
WAB= -1.5×10-5 J
电势能增加，增加1.5×10-5J
1.5
电势差
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，也叫电压 设电场中A点的电势为 A ，B点的电势为 B 则有 或者表示成 显然
U AB A B
U BA B A
U AB U B A
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？
o
A
4、在如图所示的电场中，把点电荷 q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力 做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势 差UAB等于多少？B、A两点间的电势差 UBA等于多少？
5、如图所示的电场中，A、B两点间的电 势差UAB=20V，将点电荷q=-2×10-9C，由 A点移到B点，静电力所做的功是多少？
WAB = -4.0×10-8J
6、图中,a、b、c、d、e五点在一直线上,b、 c两点间的距离等于d、e两点的距离.在a点 固定放置一个点电荷,带电荷量为+Q,已知在 +Q的电场中b、c两点间的电势差为U.将另 一个点电荷+q从d点移到e点的过程中( ) D A.电场力做功qU B.克服电场力做功qU C. 电场力做功大于qU D.电场力做功小于qU
2、把电场中一个电荷量为6×10-6C的负 电荷从A点移到B点,克服电场力做功 3×10-5J。再将电荷从B点移到C点,电场 力做功1.2×10-5J ,求A与B、B与C、A与 C间的电势差. UAB=5V UBC=-2V UAC=3V
3、如图所示,匀强电场场强E=100V/m,A、 B两点相距10cm,A、B连线与电场线夹角 为60o,则UBA为( D ) A.-10V B.10V C. -5V B 60 D. 5 3V