提分宝典06 电势差 -2022-2023学年寒假高二物理（揭秘物理本质）

提分宝典06 电势差 一、划重点 1.电势差的理解 (1)电场中某点的电势与零电势点的选取有关，但电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。 (2)必须明确是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为UAB，而B、A间的电势差记为UBA，且UAB＝－UBA。 (3)电势差是标量，但电势差有正、负之分，且电势差的正、负表示电场中两点电势的高低，如UAB＝－3 V，表示A点的电势比B点的电势低3 V。 2.电势差和静电力做功的关系 1．对公式UAB＝的理解 (1)由UAB＝可以看出，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WAB。若静电力对单位正电荷做正功，UAB为正值；若静电力对单位正电荷做负功，UAB为负值。 (2)公式UAB＝，不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是可以利用WAB、q来计算A、B两点间的电势差UAB。 (3)公式UAB＝适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是静电力做的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功。 (4)公式UAB＝中各量均有正负，要带正负号进行运算。计算中W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。 2．静电力做功的求解四法 四种求法 表达式 注意问题 功的定义 W＝qELcosθ 只适用于匀强电场 功能关系 WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp (1)既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场 (2)既适用于只受静电力的情况，也适用于受多种力的情况 电势差法 WAB＝qUAB 动能定理 W静电力＋W其他力＝ΔEk 3.电势 （1）电势的定义式：φ＝，公式中的Ep、q在运算时均需代入正、负号。 （2）对电势的理解 相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与零电势点的选取有关。通常将离场源电荷无限远处或大地选为零电势点。 固有性：与电场强度类似，电势也是用比值定义的物理量。电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量均无关。 标量性：电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了零电势点后，电场中各点的电势就确定了，可能是正值，也可能是负值。正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势低于零电势。显然，电势的正负只表示大小，不表示方向。 规定离场源电荷无限远处电势为零，由“沿着电场线方向电势逐渐降低”可得：正电荷周围空间的电势为正值，负电荷周围空间的电势为负值。 二、求真相 1.电场力做功的特点 在任何电场中，静电力做功都与路径无关，只由初、末位置及电荷量决定，而W＝qELcosθ仅适用于匀强电场。 2. 电场中的功能关系 (1)若只有静电力做功―→电势能与动能之和保持不变。 (2)若只有静电力和重力做功―→电势能、重力势能、动能之和保持不变。 (3)除重力和系统内弹力之外，其他各力对物体做的功之和等于物体机械能的变化。 (4)所有力对物体所做的功之和等于物体动能的变化(动能定理)。 3.电势高低的判断方法 (1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 (2)电势能判断法：由φ＝知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。 三、实践应用 一、单选题 1．（2022秋·甘肃庆阳·高二阶段练习）两点间的电势差为U，将电荷q在这两点间移动时，电场力做功W，若让电量为3q的电荷在这两点间移动，则根据公式或其变形式可知（　　） A．两点间的电势差仍为U B．电场力做功仍为W C．两点间的电势差为 D．电场力做功头 2．（2022·高二课时练习）如图所示，一个质量为=9.1×10－31kg、电荷量为e=1.6×10－19C的电子，以4×106m/s的速度从M点垂直电场线方向飞入匀强电场，电子只在电场力的作用下运动，在N点离开电场时，其速度方向与电场线成150°角，则M与N两点间的电势差约为（　　） A．-1.0×102V B．-1.4×102V C．1.8×102V D．2.2×102V 3．（2022秋·北京海淀·高二人大附中期中）空间某一静电场的电场线与x轴平行，其电场强度随x变化情况如图所示，图中坐标x1和x2、x2和x3曲线下方的面积相等，设x1、x2、x3三点的电势分别为φ1、φ2、φ3；把一个正电荷从x1移动到x2，电场力做功为W1，从x2移动到x3，电场力做功为W2，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D．W1＜W2 4．（2022秋·福建厦门·高二大同中学阶段练习）如图，在点电荷形成的电场中，AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧，正点电荷q沿A→B→C→D→A移动，则该电荷（　　） A．在B点与在C点时电场强度相同 B．沿DA运动时电场力做正功 C．在B点时的电势能比在D点时小 D．在A点时受到的电场力比在C点