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(共22張PPT)
第十章 靜電場中的能量
第2節 電勢差
在高壓電線桿上通?？梢钥吹健案邏何ｋU”的警示牌，新聞也時常播報一些由于高壓造成的傷人事件，人體所能承受的最大安全電壓為36V，可戶外的高壓線電壓高達幾萬甚至幾十萬伏，奇怪的是，落在高壓線上的小鳥卻安然無恙，你知道是為什么嗎？
生活思考：
1. 了解電勢差的含義；掌握兩點間電勢差的表達式，知道電勢差的正負表示兩點間電勢的高低關系。
2.會推導靜電力做功跟電勢差的關系式，會應用UAB=進行相關計算。
3.理解等勢面的概念，會畫常見電場的等勢面，知道電場線一定垂直于等勢面。
01 電勢差
+
F
E
A
B
在電場中兩點間
？
？
？
0
1.定義：我們將電場中兩點電勢之間的差值叫做電勢差。
UAB= A－ B
UBA= B－ A
UAB=－UBA
2.單位：伏特 V
3.電勢差也叫電壓
4.電勢差是標量，但有正負
UAB= A－ B
UAB＞0
UAB＜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：
6.靜電力做功與電勢差的關系
A
B
F
E
電荷q從電場中A點移到B點，靜電力做的功WAB等于電荷在A、B兩點的電勢能之差。
WAB=－ Ep
＝EpA－EpB
＝q A－q B
＝q( A－ B)
＝qUAB
UAB=
適用于恒力和變力做功
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
正電荷從A移動到B，靜電力做正功，所以A點的電勢比B點的高。電荷從B移動到C，靜電力做負功，所以C點的電勢比B點的高。但C、B間的電勢差的絕對值比A、B間的電勢差的絕對值大，所以C點電勢最高，A點次之，B點電勢最低。
例：在電場中把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？哪點電勢最低？
例：在電場中把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。
（2）A、B間，B、C間，A、C間的電勢差各是多大？
解析：A、B之間的電勢差UAB==80V；
A點電勢比B點電勢高80V
B、C之間的電勢差UBC==-200V；
C點電勢比B點電勢高200V
A、C之間的電勢差UAC=UAB+UBC=80V-200V=-120V
例：在電場中把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。
（3）把-1.5×10-9 C的電荷從A點移到C點，靜電力做多少功？
解析：AC間的電勢差UAC=UAB+UBC=80V-200V=-120V
電荷q'= -1.5×10-9 C從A移到C，靜電力做功為WAC=q'UAC=1.8×10-7J
即靜電力做正功1.8×10-7J
例：在電場中把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。
（4）根據以上所得結果，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。
B
A
C
E
“可能”說明還有其他位置符合要求，這些位置在哪里呢？
A
在此面上移動電荷時
B
B′
W =0
E
B
B′
B
B′
又 W =qU
此面上各點間電勢相等
U=0V
在電場中，電勢相同的各點構成的面叫做等勢面。
02 等勢面
1.勻強電場的等差等勢面（線）
2.正點電荷的等差等勢面（線）
兩簇對稱曲面，連線中垂面是一個等勢面，上面的電勢為零。
3.等量異種點電荷電場中的等勢面：
兩簇對稱曲面，連線上中點電勢最低，而在中垂線上，中點電勢最高。
4.等量同種點電荷電場中的等勢面：
5.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。
（3）兩等勢面一定不相交。
（4）兩個相鄰等勢面間的電勢差是相等的，這樣的等勢面叫做等差等勢面。
（5）等差等勢面密的地方場強大，等差等勢面稀疏的地方場強小。
小鳥的身體和腳都在同一電勢下，與電線上的電勢相同，所以不存在電勢差，也就不會有電流流過小鳥的身體
解釋：為什么小鳥站在高壓電線上不會觸電。
1.(多選)下列說法正確的是(　　)
A.電場中兩點間的電勢差大小與零電勢點的選取有關
B.UAB和UBA是不同的,它們之間的關系為:UAB=-UBA
C.φ有正負,所以電勢是矢量
D.若φB=0,則φA=UAB
BD
2.（多選）關于等勢面，正確的說法是（ 　）
A．電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功
B．等勢面上各點的場強大小相等
C．等勢面一定跟電場線垂直
D．兩等勢面不能相交
CD
3.空間中P、Q兩點處各固定一個點電荷，其中P點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等勢面分布如圖所示，a、b、c、d為電場中的4個點。則 ( )
A．P、Q兩點處的電荷等量同種
B．a點和b點的電場強度相同
C．c點的電勢低于d點的電勢
D．負電荷從a到c，電勢能減少
D
4.有一帶電荷量q=-3×10-6 C的點電荷,從電場中的A點移到B點時,克服靜電力做功6×10-4 J,從B點移到C點時,靜電力做功9×10-4 J。問:
(1)AB、BC、CA間電勢差各為多少
(2)如果B點電勢為零,則A、C兩點的電勢各為多少 電荷在A、C兩點的電勢能各為多少
(3)若規定A點電勢為零,則B、C兩點的電勢各為多少 電荷在B、C兩點的電勢能各為多少
答案 (1)200 V -300 V 100 V (2)200 V 300 V -6×10-4 J -9×10-4 J
(3) -200 V 100 V 6×10-4 J -3×10-4 J
1.定義：在電場中，兩點之間電勢的差值叫做電勢差，也叫電壓。
2.單位：伏特（V）
3.電勢差是標量，它的正負表示：兩點電勢的高低。
4.靜電力做功與電勢差的關系：UAB=
電勢差
等勢面
1.定義：電場中電勢相同的各點構成的面叫做等勢面。
2.幾種常見的等勢面
3.等勢面的特點：電場線跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。

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