第十章 2 电势差-（教师WORD）2021-2022学年高中物理【精讲精练】人教必修第三册 新课标辅导

2　电势差 　　[学业要求与核心素养] 1．理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选取无关。 2．掌握电势差的表达式UAB＝φA－φB及UAB＝。 3．知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系。 4．理解等势面的概念，掌握等势面的特点。 一、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__，UAB＝－UBA。 3．电势差是__标量__，有正负，电势差的正负表示电势的__高低__。UAB＞0，表示A点电势比B点电势__高__。 4．单位 在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为__伏特__，符号是__V__。 5．静电力做功与电势差的关系 (1)公式 WAB＝__qUAB__或UAB＝。 (2)UAB在数值上等于__单位正__电荷由A点移到B点时静电力所做的功。 二、等势面 1．定义 电场中__电势__相同的各点构成的面。 2．等势面的特点 (1)在同一等势面上移动电荷时静电力__不做功__(选填“做功”或“不做功”)。 (2)等势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向__垂直__。 (3)电场线总是由__电势高__的等势面指向__电势低__的等势面。 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．若电场中两点间的电势差UAB＝1 V，则将单位正电荷从A点移到B点，静电力做功为1 J B．将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将－q从B点移到A点静电力所做的功相同 C．电荷在等势面上移动时不受静电力作用，所以不做功 D．点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面 答案　ABD 2．在某电场中，将一带电荷量为q＝＋2.0×10­9 C的点电荷从a点移到b点，静电力做功W＝－4.0×10­7 J，则a、b两点间的电势差Uab为__－200__ V。 知识点一　电势差的理解 [问题探究] 右图是等高线的图示，所标数值是地面某个点高出海平面的垂直距离，也就是海拔，也称为绝对高度，而地面上某一点高出另一点的垂直距离称为相对高度。选择不同的测量起点时，不同地方的高度和两个地方的高度差会有怎样的变化？同样地，在电场中选择不同的电势零点时，不同位置的电势和两个位置的电势差又会有怎样的变化？ 提示：选择不同的测量起点时，不同地方的高度往往不同，但两个地方的高度差不会因测量起点的不同而变化。与此类似，在电场中电势零点的选取不同，某点的电势会不同，电势零点变化时，两点间的电势差不会改变，电势差没有相对性，与零势点位置无关。 [归纳升华] 1．关于电势差的三点说明 (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。 (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，且UAB＝－UBA，与电势零点选取无关。 2．电势差与电势的比较 电势差U 电势φ 区别 定义 静电力做功与电荷量的比值U＝ 电势能与电荷量的比值φ＝ 决定 因素 由电场和场内两点位置决定 由电场和在电场中的位置决定 相对性 无，与电势零点的选取无关 有，与电势零点的选取有关 联系 数值 关系 UAB＝φA－φB，UBA＝－UAB 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 [例1]　有一电荷量为q＝－3×10­6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10­4 J，从B点移到C点静电力做功9×10­4 J。 (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？ [解析]　(1)电荷由A移向B克服静电力做功即静电力做负功， WAB＝－6×10­4J。 UAB＝＝ V＝200 V。 电荷由B移到C静电力做正功， UBC＝＝ V＝－300 V。 故UCA＝UCB＋UBA＝100 V。 (2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB， 得φA＝UAB＋φB＝200 V， 由UBC＝φB－φC得 φC＝φB－UBC＝0－(－300) V＝300 V。 电荷在A点的电势能 EpA＝qφA＝－3×10­6×200 J＝－6×10­4 J， 电荷在C点的电势能 EpC＝qφC＝－3×10­6×300 J＝－9×10­4 J。 [答案]　(1)UAB＝200 V　UBC＝－300 V　UCA