第10章 第2节 电势差（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（人教版）

第2节　电势差 [学习目标]　1.理解电势差的内涵，知道电势差与零电势点的选择无关(物理观念).2.掌握电势差的表达公式，知道正、负号与电势高、低的对应关系(科学思维).3.掌握静电力做功与电势差的关系，会进行相关计算(科学思维).4.理解等势面的定义，知道电场线一定与等势面垂直(物理观念)． 知识点一　电势差 1．定义：电场中两点之间__电势__的差值，也叫作__电压__. 2．定义式：UAB＝__φA－φB__，或UBA＝__φB－φA__，且UAB＝－UBA. 3．单位：与电势单位相同，国际单位是__伏特__，符号为__V__. 4．标矢性：电势差是__标量__，但有正、负值，UAB＞0时表示A点电势比B点电势__高__. 5．静电力做功与电势差的关系 WAB＝__qUAB__或UAB＝　　. 知识点二　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__. (2)电场线跟等势面__垂直__，并且由电势__高__的等势面指向电势__低__的等势面． 1．判断下列说法的正误． (1)UAB和UBA物理意义是不同的，它们满足UAB＝－UBA.(　　) (2)UAB和UBA都可能有正负，所以电势差是矢量．(　　) (3)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将－q的电荷从B点移到A点电场力所做的功相同．(　　) (4)WAB＝qUAB求电场力做的功适用于任何情况．(　　) 答案　(1)√　 (2)×　 (3)√　 (4)√ 2．一个正电荷带电量为4.0×10－9 C，从电场中A点移到B点电势能减少2.4×10－6 J；如果将一个带电量为3.0×10－9 C的负电荷，从B点移到A点，电场力将对它做________(选填“正功”或“负功”)，A、B两点电势差UAB＝________V. 答案　正功　600 考点一　电势差 【例题1】 有一个电荷量为q＝－3×10－6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做了6×10－4 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做了9×10－4 J的功．问： (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)如果B点电势为零，那么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？ 思维导引：求AB、BC、CA间的电势差，可以先根据U＝计算UAB和UBC，再根据UCA＝UCB＋UBA计算UCA.求电势和电势能时，要参考零电势点求解． 解析 (1)电荷由A点移向B点克服静电力做功，即静电力做负功，WAB＝－6×10－4 J， UAB＝＝ V＝200 V， UBC＝＝ V＝－300 V， UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300 V－200 V＝100 V. (2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB得φA＝UAB＝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＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J， 电荷在C点的电势能 EpC＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J. 答案　(1)200 V　－300 V　100 V　(2)200 V　300 V　－6×10－4 J　－9×10－4 J 电势差与电势的区别与联系 电势φ 电势差UAB＝φA－φB 区别 (电场中某点的)电势与零电势点的选取有关(一般取无限远处或地球表面的电势为零电势) (电场中两点间的)电势差与零电势点的选取无关 电势由电场本身决定，反映电场能的性质 电势差由电场和这两点的位置决定 相对量 绝对量 标量，可正可负，正负号相对零电势面而言 标量，可正可负，正负号反映了φA、φB的高低 联系 (1)可正可负，标量； (2)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差； (3)电势与电势差的单位相同，都为伏特(V) 【变式1】 (多选)空间存在匀强电场，有一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量为－q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响，则(　　) A．在O、A、B三点中，B点电势最高 B．在O、A、B三点中，A点电势最高 C．OA间的电势差比BO间的电势差大 D．OA间的电势差比BO间的电势差小 答案　AD 解析　带正电的粒子从O点运动到A点，速度增大，电场力做正功，电势能Ep＝qφ减少，电势φ降低，所以φO>φA；带负电的粒子从O点运动到B点，速度增大，电场力做正功，电势能Ep＝(－q)φ减小，电势φ升高，所以φO<φB，综上可知O、A、B三点的电势关系为φB>φ