第十章 第二节 电势差-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版必修第三册）

第2节　电势差

知识点归纳

知识点一、电势差

1.定义:电场中两点电势的差值叫做这两点的电势差, 也叫电压.它与零势点的选取无关.

2.定义式:电场中A点的电势记为φA､B点的电势记为φB,则AB两点电势差表示为UAB=φA-φB或UBA=φB-φA.

3.电势差的单位与电势的单位相同为伏特, ,符号:V.电势差是标量,但有正负,UAB>0表示A点的电势比B点电势高.

4．对电势差要注意角标的排序，如：UAB＝－UBA，UAB＋UBC＝UAC。

知识点二、电势和电势差的比较

	电势φ	电势差U
区别	(1)(电场中某点的)电势与零电势点的选取有关(一般取无限远处或地球表面的电势为零电势) (2)电势由电场本身决定，反映电场的能的性质(3)相对量(4)标量，可正可负，正负号相对零电势面而言	(1)电场中两点的电势差与零势点的选取无关(2)电势差由电场和这两点的位置决定(3)电势差是绝对量(4)标量，可正可负，正负号反映了φA、φB的高低
联系	①电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差②电势和电势差的单位都是伏特③均可正可负,是标量

以上电势和电势差的关系跟重力场中高度h与高度差Δh的关系类似.

知识点三、静电力做功与电势差的关系

1.电荷q在电场中从A点移动到B点,A､B两点间的电势差为UAB,则静电力做的功WAB=qUAB该公式适用于任何电场.

2.电场力做功的求解方法

(1)WAB=qUAB既适用于匀强电场,又适用于非匀强电场.

(2)W=qEd适用于匀强电场,公式中d表示初末位置间沿电场线方向的距离.

(3)WAB=EPA-EPB=-ΔEP适用任何电场.

以上三个公式可以相互推导,应用时注意它们的适用条件.

3.各物理量的符号问题.

(1)WAB､UAB､q均可正可负,WAB取正号表示静电力做正功,WAB取负号表示静电力做负功;UAB取正号表示φA>φB,UAB取负号表示φA<φB;q取正号表示电荷带正电,q取负号表示电荷带负电.

(2)涉及W､U､q三者关系的计算时,可将各量的正负号及数值一并代入进行计算,也可以各物理量取绝对值,电场力做功的正负要根据电荷移动方向及所受电场力的方向来确定,电势差的正负要看在电场中的始末位置及电场的方向.

4．静电力做功与电势差的关系：

(1)公式推导：由静电力做功与电势能变化的关系可得：WAB＝EpA－EpB，又因EpA＝qφA，EpB＝qφB，可得：WAB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝q·UAB，所以有UAB＝。

(2)物理意义：电场中A、B两点间的电势差等于这两点之间移动电荷时静电力做的功与电荷量q的比值 。

知识点四、等势面

1．定义：电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。

2．等势面与电场线的关系

(1)电场线跟等势面垂直。

(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。

3．等势面的特点

(1)在等势面上任意两点间移动电荷，电场力不做功。

(2)在空间中两等势面不相交。

(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。

(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。

(5)等势面是为描述电场的性质而假想的面。

(6)等势面的分布与零电势点的选取无关。

4．几种常见电场的等势面

5．电场线与等势面的区别与联系