1.5 电势 电势差（Word教师用书）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（教科版2019）

第5节　电势　电势差 课程内容要求 核心素养提炼 1．理解电势、电势差的概念，掌握电势、电势差的定义式． 2．知道在电场中移动电荷时电场力做功与两点间电势差的关系，会应用电场力做功的公式进行相关计算． 3．知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面，学会用等势面分析静电场的性质． 1．物理观念：电势、电势差、等势面． 2．科学思维 (1)对比电势、电势能的相对性． (2)应用电势差计算电场力做功． (3)应用等势面分析电场性质． [对应学生用书P23] 定义 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比 公式 φ＝ 单位 在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号为V，1 V＝1 J/C 标矢性 电势是标量，只有大小没有方向，但有正负之分 相对性 电场中某点电势的数值，与所选取的零电势点的位置有关，一般情况下选取离场源电荷无穷远处或大地的电势为零 [判断](对的画“√”，错的画“×”) (1)电势能较大的地方电势一定高．(×) (2)电场强度较大的地方电势不一定高．(√) 1．电势差的概念 (1)定义：电场中两点间电势的差值叫作电势差．与零电势点的选取无关． (2)表示：电场中A点的电势记为φA，B点的电势记为φB，则A、B两点间的电势差表示成UAB＝φA－φB或UBA＝φB－φA． (3)单位：在国际单位制中的单位是伏特，符号为V． (4)电势差与电场力做功的关系 ①电荷q在电场中从A点移到B点，A、B两点间的电势差为 UAB，则电场力做的功WAB＝qUAB，该公式对任何电场都成立，则UAB＝． ②电荷在电场中移动时，电场力做的功与两点间的电势差有关，与电荷在电场中移动的路径无关． 2．电势和电势差的正负 (1)电势的正负是与零电势点相比较而言的，若某点的电势为正，即表示该点电势比零点高；若某点的电势为负，即表示该点电势比零点低． (2)电势差的正负：电势差是标量，可以是正值，也可以是负值．当A点电势比B点电势高时，UAB为正值；当A点电势比B点电势低时，UAB为负值．两点间电势差的正负及数值，与零电势点的选取无关． (3)结论：沿电场线方向，电势逐渐降低． [判断](对的画“√”，错的画“×”) (1)电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关.(×) (2)电势差是一个标量，但是有正值和负值之分．(√) (3)公式WAB＝qUAB适用于任何电场，不必考虑电场力的大小和电荷移动的路径，当电场力是变力时，也同样适用.(√) 1．定义：电场中电势相等的各点构成的曲面叫作等势面． 2．等势面与电场线的关系 (1)电场线与等势面一定是处处垂直． (2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面． [思考] 如图所示，在点电荷形成的电场中有A、B、C三点，若将单位正电荷由A点移动到C点电场力做功为WAC，将单位正电荷由B点移动到C点电场力做功为WBC，若WAC＝WBC，则A、B两点电势有什么关系？单位正电荷从A点移动到B点的过程中，电场力做功情况如何？ 提示　WAC＝EpA－EpC，WBC＝EpB－EpC 因为WAC＝WBC 所以EpA＝EpB 故φA＝φB＝＝ 单位正电荷从A点移动到B点过程中，电场力做的功 WAB＝EpA－EpB＝0. [对应学生用书P24] 探究点一　电势的理解和电势高低的判断 如图所示，有一个电场强度为E的匀强电场，规定在O点的电势能为零，A为电场中的任意一点． (1)一电荷量为＋q的试探电荷从A点移到O点电场力做的功是多少？正电荷q在A点的电势能是多少？电势能与电荷量的比值为多少？如果试探电荷的电荷量为－q，电势能与电荷量的比值是否一样呢？比值有什么特点？ 提示　EqL cos θ　EqL cos θ　EL cos θ　一样　与电荷无关 (2)如何确定电场中某点的电势？电势与电场线之间有怎样的关系？ 提示　电势等于电势能与电荷量的比值，沿电场线方向电势降低． 1．电势是电场本身的性质 电势φ是表示电场能量属性的一个物理量，电场中某点处φ的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入电荷及电荷的电性和电荷量均无关，这和许多用比值定义的物理量相同，如电场强度E＝. 2．电势的相对性 (1)由于电势能具有相对性，因此电势也具有相对性． (2)电势的大小也与参考点的选取有关，参考点也叫作零电势点，选择不同的零电势点时，同一点的电势可能有所不同． (3)一般选取无穷远处或大地为零电势点． 3．电势高低的判断方法 (1)根据电场线判断：沿着电场线的方向，电势逐渐降低． (2)根据电场力做功和电荷的电势能的变化判断： ①在两点间移动正电荷：如果电场力做负功，电势能增加，电势升高；如果电场力做正功，电势能减少，电势降低． ②在两点间移动负电荷：如果电场力做负功，电势能增加，电势降低；如果电场力