(教用word)第10章　2　电势差-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(人教版)

2　电势差 核心素养目标 物理观念 科学思维 科学态度与责任 知道电势差并理解电势差的意义 1．理解电势差与电场力做功的关系，并能用其解决实际问题 2．掌握利用类比法理解等势面 理解电场力做功与电势差的关系 一、电势差 1．在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差。设电场中A点电势为φA，B点电势为φB，A、B两点之间的电势差UAB＝φA－φB。 2．UAB＝－UBA。 3．电势差是标量，其正、负表示电势高低。 二、电势差与静电力做功的关系 电势差与静电力做功的关系式：UAB＝或WAB＝qUAB。 三、等势面 1．定义 在电场中，电势相同的各点构成的面。 2．等势面的特点 (1)在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功。 (2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交。 (3)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。 (4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。 (5)等势面是虚拟的、为描述电场的性质而假想的面。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电势差是一个标量，但是有正值和负值之分。 (　√　) (2)由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关。 (　√　) (3)WAB>0说明电荷从A点移到B点的过程中静电力做正功。 (　√　) (4)WAB越大，UAB越大，UAB与WAB成正比。 (　×　) (5)A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB＝UBA。 (　×　) 2．(多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，正确的是(　　) A．UAB表示B点相对A点的电势差，即UAB＝φB－φA B．UAB和UBA是不同的，它们的关系是UAB＝－UBA C．φA、φB都可以有正、负，所以电势是矢量 D．零电势点的规定是任意的，但人们通常规定大地或无穷远处为零电势点 BD　解析：UAB表示A点相对B点的电势差，即UAB＝φA－φB，故A错误；UAB和UBA是不同的，它们的关系是UAB＝－UBA，故B正确；电势虽有正负之分，但电势是标量，故C错误；零电势点的规定虽然是任意的，但通常规定大地或无穷远处为零电势点，故D正确。 　　 　　对电势差的理解 如图所示，同一条电场线上的A、B、O三点电势值分别为4 V、1 V、0。 (1)A、B两点间的电势差UAB和B、A两点间的电势差UBA分别为多少？二者有什么联系？ 提示：UAB＝φA－φB＝3 V UBA＝φB－φA＝－3 V UAB＝－UBA。 (2)如果取φA＝0，则B、O两点的电势分别为多少？UAB为多少？UBA为多少？二者有何关系？ 提示：φB＝－3 V，φO＝－4 V UAB＝φA－φB＝3 V UBA＝φB－φA＝－3 V 同样有UAB＝－UBA。 (3)由上面的讨论，你能得到什么结论？ 提示：①电势具有相对性，与零电势点的选取有关，而电势差是绝对的，与零电势点的选取无关。 ②电场中两点之间的电势差UAB＝－UBA。 1．关于电势差的四点说明 (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)讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点间的电势差。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。 (4)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。 2．电势与电势差的比较 概念 电势φ 电势差U 区别 定义 电势能与电荷量的比值，即φ＝ 静电力做功与电荷量的比值，即U＝ 决定 因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点的位置决定 相对性 有，与零电势点的选取有关 无，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 单位 相同，均为伏特(V)，常用的还有kV、mV等 标矢性 都是标量，但均具有正负 物理意义 均是描述电场能的性质的物理量 如图所示，如果B板接地(取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0)，则A板电势为8 V，M点电势为6 V，N点电势为2 V。 (1)求M、N两点间的电势差。 (2)如果改为A板接地，则B板的电势是多大？M、N两点的电势各是多大？M、N两点间的电势差是多大？ 解答本题需要把握以下三点： (1)电势差的求法； (2)电势的求法； (3)电势差的值与零电势点的选取无关。 解析：(1)M、N两点间的电势差UMN＝φM－φN＝4 V。 (2)若A板接地，则根据UAB＝φA－φB＝8 V得 B点的电势φB＝－8 V 同理 φM＝UMA