第5课 电势差-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版选修3-1）

第5课 电势差 学习目标 1.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关。 2.掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系。 3.会用UAB＝φA－φB及UAB＝eq \f(WAB,q)进行有关计算。 核心提炼 1个概念——电势差 2个公式——UAB＝φA－φB 　　　　UAB＝eq \f(WAB,q) 知识点01 电势差 1.定义：电场中两点间电势的差值。也叫电压。 2.电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关(填“有关”或“无关”)。 3.公式：电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，可见UAB＝－UBA。 4.电势差是标量，UAB为正值，A点的电势比B点的电势高；UAB为负值，A点的电势比B点的电势低。 5.电势差的单位和电势的单位相同，均为伏特，符号是V。 知识点02 静电力做功与电势差的关系 1.推导：eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(WAB＝EpA－EpB,EpA＝qφA，EpB＝qφB))⇒WAB＝qUAB⇒UAB＝eq \f(WAB,q)。 2.结论：静电力做功与路径无关，只与初、末位置间的电势差有关。 思考判断 1.电势差的正、负代表了电势差的大、小。(×) 2.UAB＝8 V，表示A点电势比B点高8 V。(√) 3.某点电势也可以看成是该点与零电势点的电势差。(√) 4.电势差UAB等于将电荷q从A点移到B点时，静电力所做的功。(×) 5.由UAB＝eq \f(WAB,q)可知，UAB与WAB成正比，与q成反比。(×) 【知识拓展】 　电势与电势差的关系 [要点归纳]　 1.关于电势差的四点说明 (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荷量、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)求电势差时，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。UAB＝－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.对电势差公式UAB＝eq \f(WAB,q)的理解 (1)UAB＝eq \f(WAB,q)中，WAB为q从初位置A移动到末位置B静电力做的功，WAB可为正值，也可为负值，q为电荷所带电荷量，正电荷取正值，负电荷取负值。 (2)公式UAB＝eq \f(WAB,q)不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是可以利用WAB、q来测量A、B两点间的电势差UAB。 (3)由UAB＝eq \f(WAB,q)可以看出，UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做的功WAB。若移动单位正电荷做正功，UAB为正值；若移动单位正电荷做负功，则UAB为负值。 (4)公式WAB＝qUAB适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是电场力做的功，式中各量均有正负，计算中W与U的角标要对应，即：WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。 3.电势和电势差的比较 　　概念 比较　　　 内容　　　 电势φ 电势差U 区 别 定义 电势能与电荷量比值φ＝eq \f(Ep,q) 电场力做功与电荷量比值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 与零电势点的选取有关 与零电势点的选取无关 联系 数值关系 UAB＝φA－φB；当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特(V)，常用单位还有kV、mV等 标矢性 都是标量，但均具有正负 物理意义 均是描述电场的能的性质的物理量 [精典示例] [例1] (多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，正确的是(　　) A.UAB表示B点相对于A点的电势差，即UAB＝φB－φA B.UAB和UBA是不同的，它仍有关系UAB＝－UBA C.φA、φB都可以有正、负，所以电势是矢量 D.电势零点的规定是任意的，但人们通常规定大地或无穷远处为电势零点 解析　UAB表示A点相对于B点的电势差，UAB＝φA－φB，A项错误；UBA表示B点相对于A点的电势差，UBA＝φB－φA，故UAB＝－UBA，B项正确；电势是标量，正负号是相对于零电势点而言的，正号表示高于零电势点，负号表示低于零电势点，C项错误；零电势点理论上是可以任意选取的，但通常取无穷远处或大地为零电势点，D项正确。 答案　BD [例2] 有一电荷量为q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4 J。从B点移到C点电场力做功9×1