10.2 电势差

学习目标

1. 理解电势差的概念、表达式，掌握$U_{AB}=\frac{W_{AB}}{q}以及W_{AB}=qU_{AB} $的应用；
2. 理解等势面的概念，掌握等势面的特点，会应用常见电场的等势面解决问题，会区分等势面与电场线。

知识梳理

1. 电势差

   1. 电势差的定义式、$U_{AB}=\varphi_A-\varphi_B$，$U_{AB}与U_{BA}的关系$；

   2. 电压；

   3. 电势差是标量，正负表示两点电势谁高谁低；

   4. 电势差与0点的选取无关

   5. 决定静电力做功的是电势差而不是电势，$W_{AB}=qU_{AB}$。可得出电势差的第二公式$U_{AB}=\frac{W_{AB}}{q}$，只能计算不能决定。((20240408164452-hemuwu4 "例1 "))

   6. 电子伏eV例2

   7. 总结电场力做功$W_{AB}$的四种计算方法（只有第一种只适用于匀强电场）例3

      1. $W_{AB}=qEl\cos \theta$
      2. $W_{AB}=E_{pA}-E_{pB}$
      3. $W_{AB}=qU_{AB}$
      4. $W_{静电力}+W_{其他力}=\Delta E_k$

2. 等势面

   1. 定义，如何画出等势面

   2. 等势面的特点：

      1. 在等势面上移动电荷，电场力不做功；
      2. 电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势；
      3. 等差等势面越密，场强越大(下一节解释，可自己先思考)；
      4. 等势面一定不相交(反证法)

   3. 等势面类比等高线

   4. 常见等势面：

      1. 点电荷
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      2. 匀强电场(平行-->等间距)

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      3. 等量同种电荷(内疏外密)
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         1. 等量正电荷周围电势都为正，等量负电荷周围电势都为负；
         2. 连线上从两边到中间电势降低，中点电势不为零；
         3. 中垂线上中间到两边电势继续降低无穷远处电势为0；
         4. 关于中点对称位置电势相等；

      4. 等量异种电荷(内密外疏)

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         1. 中间有一个等势面(线)，且为零势面；
         2. 以中间为界，正电荷一边电势都为正，负电荷一边电势都为负。连线上从正到负电势降低；

      5. 不等量异种电荷例5、例6

典题整理

典题

1. 例1
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2. 例2
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3. 例3
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4. 例4
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5. 例5
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   答案：D

6. 例6
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   答案：C
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