2019年粤教版高中物理选修3-1导学案：1.4 电势和电势差

第四节　电势和电势差 学 习 目 标 知 识 脉 络(教师用书独具) 1.知道电场力做功的特点及电场力做功与电势能改变的关系．(重点) 2.理解电势差的概念及意义，会用公式UAB＝进行计算．(难点) 3.理解电势的定义及其相对性．(难点) 4.知道等势面的概念，知道在等势面上移动电荷时电场力不做功. [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、电势差 1．电场力做功特点：电场力做功跟电荷移动的路径无关，只与电荷的始末位置有关． 2．电场力做功与电势能的关系 (1)电场力所做的功等于电势能的减少量． (2)公式：WAB＝EpA－EpB. 3．电势差 (1)定义：电场力做功与所移动电荷的电荷量的比值． (2)公式：UAB＝. (3)单位：伏特，简称：伏，符号：V,1伏＝1焦耳/库仑． 二、电势 1．定义：单位正电荷从电场中的某点A移到参考点P时电场力做的功，就表示A点的电势，符号为φ. 2．公式和单位：电势的定义公式φA＝.单位是伏特，符号是V. 3．电势差与电势：UAB＝φA－φB. 三、等势面 1．定义：电场中电势相等的点构成的曲面． 2．等势面与电场强弱的关系：等势面密的地方电场较强，等势面疏的地方电场较弱． [基础自测] 1．思考判断 (1)沿不同路径将电荷由A移至B，电场力做功不同．(　　) (2)电场力做正功，电势能增加，电场力做负功，电势能减小．(　　) (3)电势差有正、负，因此电势差是矢量．(　　) (4)电势差可描述电场本身性质．(　　) (5)电势具有相对性，选不同的零电势参考点，电势的值不同．(　　) (6)电势具有相对性，通常选无限远处或大地的电势为零．(　　) (7)电势有正负，所以是矢量．(　　) (8)点电荷的等势面是球面．(　　) (9)由UAB＝可知，沿等势面移动电荷，电场力不做功．(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)×　(8)√　(9)√ 2．某电场区域的电场线如图1­4­1所示，把一个电子从A点移到B点时(　　) 图1­4­1 A．电子所受电场力增大，电子克服电场力做功 B．电子所受的电场力减小，电场力对电子做正功 C．电子所受的电场力增大，电势能减少 D．电子所受的电场力增大，电势能增大 C　[电子从A点向B点移动，电子受力方向与运动方向相同，所以电场力做正功，电势能减少．又因为电场线密处场强大，同时粒子的受力也大，所以电子在B点受力要大于A点．] 3．(多选)下列关于电势高低的判断，正确的是(　　) A．负电荷从A移到B时，电场力做正功，A点的电势一定较高 B．负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低 C．正电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低 D．正电荷只在电场力作用下从静止开始，由A移到B，A点的电势一定较高 CD　[根据电场力做功和电势能变化的关系，不管是对正电荷做功还是对负电荷做功，只要做正功电势能就减少，只要做负功电势能就增加．正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同，正电荷在电势高处具有的电势能多；负电荷在电势低处具有的电势能多．所以C、D正确．][来源:Zxxk.Com] 4．(多选)下列关于等势面的说法正确的是(　　) A．沿电场线方向，电势降低；电势降低的方向就是电场的方向 B．在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功 C．在电场中将电荷由a点移到b点，电场力做功为零，则该电荷一定是在等势面上运动 D．某等势面上各点的场强方向与该等势面垂直 BD　[电场线的方向就是电势降低最快的方向，但电势降低的方向不一定沿电场线，等势面上各点的场强方向与等势面垂直．故A错误，D正确．电场力做功为零，说明始末位置的电势差为零，但物体不一定在等势面上移动，故B正确，C错误．] [合 作 探 究·攻 重 难] 电场力做功与电势差 1．电场力做功的特点 电场力对电荷所做的功，与重力做功相似，只与电荷的初末位置有关，与电荷经过的路径无关． 2．电场力做功正负的判定 (1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时，电场力不做功． (2)根据电场力与瞬时速度方向的夹角判断．此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况．夹角是锐角时，电场力做正功；夹角是钝角时，电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时，电场力不做功． (3)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断．根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功，电势能减少；若物体的动能减少，则电场力做负功，电势能增加． 3．对电势差的理解 (1)定义式UAB＝，式中UAB为A、B两点间的电势差，WAB为q从初位置A运动到末位置B时电场力做的功，计算时W与U的角标要对应． (