1、1.5 电势差,高中物理选修31,学习电势是否有意义？,电势是一个相对量，是相对于零电势点而言的！脱离了零电势，某点电势就毫无意义！,那么，有没有一个物理量有绝对意义呢？,电势差,引入新课：,在重力场中，当选取的势能零点不同时，对各点高度的描述也会不同，但是高度差不会随着势能零点的改变而改变。,同理，在电场中，各点电势也会随电势零点的改变而改变，,A,B,C,D,0V,1V,2V,3V,0V,1V,2V,-1V,因此，电势的差值往往比电势更重要。,但两点间的电势的差值却保持不变。,1、电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。,则有,或者,显然,(一)、电势差（U）,3、电势差是标量，正负不
2、表示方向，表示两点间电势的高低。,一、电势差与电场力做功,；,即,或,（二）、电场力做功与电势差的关系,例1、如图，如果B板接地（取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0）A板的电势为8V，M点的电势为6V，N点的电势为2V.则：,（1）M、N两点间的电势差UMN是多少伏？N、M两点间的电势差UMN又是多少伏？,(2)如果是改为A板接地，B板的电势是多大？ M、N两点的电势各为多大？此时， M、N两点间的电势差UMN又是多少伏？,解析,解析,当A板接地时，B板的电势为-8V,M=-2V N=-6V,UMN=4V,例1、如图，如果B板接地（取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0
3、）A板的电势为8V，M点的电势为6V，N点的电势为2V.则：,（1）M、N两点间的电势差UMN是多少伏？N、M两点间的电势差UMN又是多少伏？,(2)如果是改为A板接地，B板的电势是多大？ M、N两点的电势各为多大？此时， M、N两点间的电势差UMN又是多少伏？,例2、在匀强电场中把2.0109C的正电荷从A点移到B点，静电力做功 1.5 107J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功4.0107J 。 （1）比较A、B、C三点的电势高低； （2）计算A、B间， B、C间， A、C间的电势差； （3）计算把1.5109C的电荷从A点移到C点静电力做功； （4）根据以上结果，画出该匀强电场中的
4、电场线和等势面，标出A、B、C三点可能的位置。,例2、在匀强电场中把2.0109C的正电荷从A点移到B点，静电力做功 1.5 107J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功4.0107J 。 （1）比较A、B、C三点的电势高低； （2）计算A、B间， B、C间， A、C间的电势差； （3）计算把1.5109C的电荷从A点移到C点静电力做功； （4）根据以上结果，画出该匀强电场中的电场线和等势面，标出A、B、C三点可能的位置。,例2、在匀强电场中把2.0109C的正电荷从A点移到B点，静电力做功 1.5 107J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功4.0107J 。 （1）比较A、B、C三
5、点的电势高低； （2）计算A、B间， B、C间， A、C间的电势差； （3）计算把1.5109C的电荷从A点移到C点静电力做功； （4）根据以上结果，画出该匀强电场中的电场线和等势面，标出A、B、C三点可能的位置。,1、如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20 V，将点电荷q= -210-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少？,解：电场力所做的功WAB=UABq=20（210-9） = -4.010-8J,2、在如图所示的电场中，把点电荷q=+210-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=410-11J。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
6、？,解：由静电力做功与电势差的关系得,二、电场强度和电势差的关系,我们以匀强电场为例来确定E和U的关系.,如图所示，设在匀强电场E中，有一电荷量为q的带正电粒子在电场力作用下由A点移到B点，则电场力做功WAB， A、B间电势差为UAB ， A、B相距l，AB与场强方向的夹角为,从力的角度来看，,从能的角度来看，,由此可得：,（其中dAB是沿电场强度方向A、B间的距离）,在匀强电场中，电势差与电场强度的关系：,匀强电场的场强,两点间的电势差,电场线方向的距离,注：1、在匀强电场中，场强在数值上 等于沿场强方向每单位距离上的电势差.,2、运算不用带符号（F库、电势、 电势能、电场力做功）,所以，在
7、匀强电场中 ：,（1）在匀强电场中，场强在数值等于沿场强方向每单位距离上的电势差,（2）适用条件：匀强电场，而且沿着场强的方向，即式中的d是沿场强方向两点间的距离,（3）由此可知场强的单位Vm和NC是一致的，即：1Vm1NC,注意：在非匀强电场中，E和U也有一定的关系，但不像在匀强电场中的关系式那么简单,对于求电场力做功的两种途径W=qU和W=qEd ，下列说法正确的是 （ ）AW=qU只适用于匀强电场，W=qEd适用于任何电场BW=qEd只适用于匀强电场，W=qU适用于任何电场C它们都适用于任何电场D它们都只适用于匀强电场,B,4电场强度三个公式的区别：,区别,公式,公式含义,适用范围,是电
8、场强度的定义式,任意电场,是真空中点电荷电场的场强计算公式,真空中点电荷电场,是匀强电场的场强的计算公式 （d为沿场强方向的距离）,匀强电场,等差等势面越密集的地方，电场强度越大。,电场线的疏密表示电场强度的大小 等势面的疏密也可以表示电场强度的大小,场强E的物理意义的另一种表述,注意：电势降落方向不一定是场强方向,从图中可以看出沿AB、AD、AC方向，电势都在降低，但沿AB方向距离最短，即降低得最快，场强E的方向是电势降落最快的方向,例3、下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是( ) A在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大 B场强在数值上等于每单位距离上的电势降落 C沿着
9、电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相同 D电势降落的方向必定是场强方向,C,思路点拨,审题时要注意抓关键词,对于多过程问题要分段考虑然后针对每一个过程的已知量和待求量选择合适的公式求解,9,当堂训练,d,d,由图可知EAEBEC,由公式UEd可以粗略判断UABUBC,所以B小于35V,C,2.图中AB、C三点都在匀强电场中，已知ACBC，ABC=60，BC=20cm把一个电量q=105C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为1.73103J，则该匀强电场的场强大小和方向是 （ ） A865Vm，垂直AC向左 B865Vm，垂直 AC向右 C1000Vm，垂直 AB斜向上 D1000Vm，垂直 AB斜向下,D,当堂训练,
