10.2 电势差 2020-2021学年高一物理教学讲义（人教版2019必修第三册 ）

10.2 电势差 教材分析 本节内容以电势的概念为起点，再次运用类比的方法，把电势差与高度差进行类比引入电势差的概念。同时，得出电势差与电势零点的选择无关。在物理学中，特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念，电势差往往比电势更有意义。 教学目标 理解电势差是描述电场的能的性质的物理量 知道电势差与电势零点的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算 知道电势与电势差的关系 情感态度与价值观 通过对原有知识的加工，对新旧知识的类比、概括，培养学生知识自我更新的能力． 教学重点难点 重点：电势差的概念； 静电力做功公式 的推导和该公式的具体应用。 难点： 静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。 知识点一、电势差 1.电势差 （1）定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。 （2）定义式：①UAB=A-B或UAB=B-A ②按照电势的定义，则 ③，即A、B两点间的电势差UAB等于电荷由A点移动到另一点B时电场力所做的功WAB与电荷量q的比值，所以电势差是反映电场的能的性质的物理量。 （3） 理解 ①电势差UAB由电场本身决定，与电荷的电荷量q，静电力做的功WAB无关。 ②电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低，若UAB＞0,则A＞B；若UAB＜0,则A＜B； ③电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。 2.电场力做功 （1）功的定义法 由公式WAB=Fxcosθ（θ为F与x的夹角，此公式只适用于匀强电场），又可变形为WAB=Eqxcosθ，式中E为匀强电场的电场强度，x为电荷初、末位置的位移。 （2） 电势差法 WAB=qUAB （3） 电势能变化法 WAB=EPA-EPB 【经典例题1】（多选）（福建省南平市建瓯市芝华中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题）在静电场中，将一个电子由a点移到b点，电场力做正功5eV，下面判断中正确的是（ ） A. 电场强度的方向一定由b指向a B. 电子的动能增加了5eV C. a、b两点电势差Uab＝5V D. a点电势一定低于b点的电势 【答案】BD 【解析】 【详解】由题，电子由a点移到b点，电场力做功5eV，电场力的方向不一定是从a到b，电场强度的方向不一定由b指向a，故A错误．由于电场力对电子做正功5eV，电子的动能增加了5eV．故B正确．a、b两点电势差．故C错误．因为差Uab=-5V＜0，可以确定a点的电势低于b点的电势．故D正确．故选BD． 【点睛】在应用公式U=W/q解题时，U、W、q都要代入符号求解，还要注意电荷移动的方向和电势差的顺序. 【变式训练1】（黑龙江省绥化市明水县第一中学2020-2021学年高二（上）第一次月考物理试题）5. 电场中有A、B两点，将一电荷量为q=＋3.2×10－19C的试探电荷从电场中的A点移至B点，电场力做功为6.4×10－20J，则A、B两点间的电势差UAB等于（　　） A. 0.5V B. 0.2V C. －0.5V D. －0.2V 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A、B两点间的电势差 故B正确，ACD错误。 故选B。 【经典例题2】（多选）（湖北省鄂东南省级示范高中2020-2021学年高二（上）期中联考物理试题）矩形的中心为O，两个顶点b、d分别固定两个等量异种点电荷，已知，则下列说法正确的是（　　） A. a、c两点的场强相同 B. a、c两点的电势相等 C. a、O两点的电势差等于O、c两点的电势差 D. 若将点电荷从a点沿直线移向c点，电势能一直增加 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．由库仑定律可知，点电荷b分别在a、c两点产生的场强与点电荷d分别在c、a两点产生的场强大小相等，由平行四边形定则可知，a、c两点的场强相同，故A正确； B．由于a、c两点离正(负)点电荷的距离不相同，则a、c两点的电势不相等，故B错误； C．根据等量异种点电荷电场分布可知，a、O两点间和O、c两点间的平均场强相等，由可知，a、O两点的电势差等于O、c两点的电势差，故C正确； D．由于不清楚两点电荷哪个电荷为正，则无法确定将点电荷从a点沿直线移向c点，电势变化，也无法确定电荷电势能的变化，故D错误。 故选AC 【变式训练2】（多选）（湖南省娄底市第一中学2020-2021学年高二（上）9月物理试题）如图所示为一孤立的负点电荷形成的电场，一带电粒子仅在电场力的作用下以某一速度进入该电场，依次经过A、B、C三点，其中A、C两点与负点电荷的距离相等，B点是轨迹上距离负点电荷最近的点．则下列说法正确的是(　　) A. 粒子运动到B点的速率最大 B. 相邻两点间的电势差关系为UAB＝UBC C. 该粒子带负电，并且在B点时