10.2 电势差-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019必修第三册）

第十章 静电场中的能量 10.2：电势差 一：知识精讲归纳 一：电势差 1．定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压． 2．表达式：若A点电势为φA，B点电势为φB. 则UAB＝φA－φB；UBA＝φB－φA. 3．单位：伏特，符号V. 二：静电力做功与电势差 1．关系：WAB＝qUAB或UAB＝eq \f(WAB,q). 2．证明：WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)得WAB＝qUAB. 技巧考点总结： 一．对电势差的几点认识 (1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电量、静电力做功的大小无关．在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值． (2)讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点的电势差．A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA. (3)电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低． (4)电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关． 2．电势差与电势的对比 　　概念 比较内容　　 电势φ 电势差U 区别 定义 电势能与电量的比值φ＝eq \f(Ep,q) 电场力做功与电量的比值U＝eq \f(W,q) 决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定 相对性 有，与电势零点的选取有关 无，与电势零点的选取无关 联系 数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特(V)，常用的还有kV，mV等 标矢性 都是标量，均具有正负 物理意义 均是描述电场的能的性质的物理量 二：对公式UAB＝eq \f(WAB,q)和WAB＝qUAB的理解 1．应用公式WAB＝qUAB时的两点注意 (1)WAB、UAB、q均可正可负，WAB为负值表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功，UAB为负值表示φA<φB，q为负值表示试探电荷为负电荷． (2)应用公式WAB＝qUAB求解时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算．也可以将各物理量都取绝对值，先计算大小，再根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定电场力做功的正负． 2．电场力做功的求解四法 四种求法 表达式 注意问题 功的定义 W＝Fd＝qEd (1)适用于匀强电场 (2)d表示沿电场线方向的距离 功能关系 WAB＝EpA－EpB ＝－ΔEp (1)既适用于匀强电场也适用于非匀强电场 (2)既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况 电势差法 WAB＝qUAB 功能定理 W静电力＋W其他力＝ΔEk 二：考点题型归纳 一：电势差的概念与计算 1．下列关于电势、电势差、电势能的说法中正确的是（　　） A．电势差一定为正值 B．沿着电场线方向电势一定降低 C．在电场中，电势高的地方，试探电荷具有的电势能一定大 D．在电场中某一点，若放入的试探电荷的电荷量越大，它的电势能就越大 2．在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=-100V，则A、B、C三点电势高低关系为（　　） A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA 3．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，场强方向平行于正方形ABCD所在平面。已知A、B、C三点的电势分别为 ， ， ，则（　　） A．D点的电势 ，场强方向平行于AB方向 B．D点的电势 ，场强方向平行于AC方向 C．D点的电势 ，场强方向平行于BC方向 D．把一个电子从C移到B，电场力做功为-6eV 二：静电力与电势差的关系 4．如图所示，匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，D为AC的中点，AB⊥BC，且AC＝2AB。已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、D三点的电势分别为0 V、4 V和2 V，一电量为2×10－6 C的正电荷从D点移到C点，电场力所做的功为（　　） A．2×10－6 J B．－2×10－6 J C．－4×10－6 J D．4×10－5 J 5．如图所示，匀强电场中有一正方形abcd，设一试探电荷从a点分别沿路径abc、ac、 adc 运动到c点，电场力做功分别为W1、W2、W3。比较W1、W2、W3的大小，下列判断正确的是（　　） A．W1> W2> W3 B．W1<W2<W3 C．W1=W2> W3 D．W1= W2= W3 6．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab(5cm，bc(12cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60(角，一个电荷量为q(4(10(8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1(1.2(10-7J，则（　　） A．匀强电场的场强的大小E=