1.5 （讲义）电势差-2021-2022学年高二物理精梳细讲 讲义+作业（人教版选修3-1）

1.5 电势差 【基础知识梳理】 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.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。 3.标矢性：电势差是标量，其正负代表A、B两点电势的高低关系。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。 4.单位：伏特，符号是V。 5.决定因素：电势差UAB由电场本身性质决定，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”)。 知识点02 静电力做功与电势差的关系 1.推导：。⇒WAB＝qUAB⇒UAB＝ 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（类似重力做功）。 知识点03 电势差与电势的区别与联系 　　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＝ 电场力做功与电荷量比值 U＝=φA－φB 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 都是标量，但均有正负之分 【例题讲解】 1.对电势差的理解 例1关于电势差的描述，正确的是（　　） A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 B．电势差是标量，没有正值和负值之分 C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关 D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改变，所以UAB=UBA 【练1】关于电势差的计算公式，下列说法正确的是（　　） A．电势差的公式UAB＝ 说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比 B．把电荷从A点移动到B点电场力做正功，则有UAB>0 C．电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功 D．电势差的公式UAB＝ 中，UAB与移动电荷的电荷量q无关 【练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 2.静电力做功与电势差之间的关系 例1 电场中A、B两点间的电势差 ，一电荷量 的点电荷从A点运动到B点，该点电荷的电势能减少（　　） A． B． C． D． 例2 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 例3有一电荷量 的点电荷，从电场中的A点移到B点过程中，电场力做功 ，从B点移到C点过程中，克服电场力做功 ，试分析： （1）AB、BC、CA间电势差各为多少？ （2）如设B点电势为零，则A、C两点电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能分别为多大？ 【练1】电场中有A、B两点在同一条电场线上，如图所示，一个点电荷在A点的电势能为 ，在B点的电势能为 ，该点电荷的电荷量为 ，那么（　　） A．该电荷为负电荷 B．该电荷为正电荷 C．A、B两点的电势差 D．把电荷从A移到B，电场力做功为 【练2】在电场中将一个电量为4微库的电荷从A点移到M点，电场力做负功 焦，把同一电荷从A点移到N点，电场力做正功为 焦，则UMN为（　　） A．300伏 B．200伏 C．100伏 D． 伏 【练3】如图所示，已知一匀强电场，场强 ，现让一个电荷量 的电荷沿电场方向从M点移到N点， 间的距离 。试求： （1）M、N间两点间的电势差 ； （2）此过程中电荷电势能增加还是减小，增加或减少多少焦耳？ 3.计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量的变化 例1 某同学研究电子在匀强电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（虚线所示），图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的是（　　） A．不论图中实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势低 B．不论图中实线是电场线还是等势面， a点的场强都比b点的场强小 C．如果图中实线是电场线，电子在a点动能较大 D．如果图中实线是等势面，电子在b点动能较小 例2图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 、 点时的动能