第2节 电势能和电势-2022-2023学年高一物理同步精品备课教案（人教版2019必修第三册）

第2节　电势差（学案） 学习目标　 1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关. 2.掌握电势差的表达式，知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系. 3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点. 4.会用UAB＝φA－φB及UAB＝进行有关计算. 一、电势差 1.定义：电场中两点之间电势的差值，也叫作电压.UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA. 2.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. 3.静电力做功与电势差的关系 WAB＝qUAB或UAB＝. 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)在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功. (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. 一、电势差 导学探究　电场中A、B、C、D四点的电势如图所示. (1)A、C及A、B间的电势差各为多少？哪个较大？ (2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势各为多少？A、C及A、B间的电势差各为多少？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？ 例1 (多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，正确的是(　　) A.电势与电势差均是相对量，均与零电势点的选取有关 B.UAB和UBA是不同的，它们存在关系：UAB＝－UBA C.φA、φB都有正、负，所以电势是矢量 D.若φB＝0，则φA＝UAB 针对训练1(多选)关于电势差的计算公式，下列说法正确的是(　　) A．电势差的公式UAB＝说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比 B．把正电荷从A点移动到B点电场力做正功，则有UAB>0 C．电势差的公式UAB＝中，UAB与移动电荷的电荷量q无关 D．电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功 针对训练2(2022·麻城市·期中)有一个带电荷量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6×10－4 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4 J的功，问： (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)若以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？ 针对训练3将一个电荷量为－2.0×10－8 C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服静电力做功4.0×10－8 J，则M点电势φM是多少？若将该电荷从M点移到N点，静电力做功1.4×10－7 J，则N点的电势φN是多少？M、N两点的电势差UMN是多少？ 二、等势面 导学探究　(1)类比地图上的等高线，简述什么是等势面？ (2)当电荷从同一等势面上的A点沿等势面移到B点时，电荷的电势能是否变化？静电力做功情况如何？ 例2如图所示，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面.A、B是同一等势面上的两点，C为另一等势面上的一点，下列判断正确的是(　　) A.A点场强与B点场强相同 B.C点电势高于B点电势 C.将电子从A点沿虚线移到B点，静电力不做功 D.将质子从A点移到C点，其电势能增加 针对训练1(多选)(2020·武威十八中高二上月考)某静电场中的等势面如图中虚线所示，则(　　) A.B点的场强比A点的大 B.A点的电势比C点的高 C.将电荷从A点移到B点，静电力不做功 D.负电荷在C点的电势能小于零 针对训练2(多选)(2017·全国卷Ⅲ·21)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V．下列说法正确的是(　　) A．电场强度的大小为2.5 V/cm B．坐标原点处的电势为1 V C．电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV (建议用时：40分钟) 1.关于静电场的等势面，下列说法正确的是(　　) A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，静电力做正功 2.对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是(　　) A.电势差的定义式UAB＝，说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比 B.A、B两点间的电势差UAB与移动电荷的电荷量q无关 C.把负电荷从A点移到B点静电力做正功，则有UAB＞0 D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时静电力做的功 3.(2022·枣庄市高二期末)随着我国国民经济的高速发展，对电力的需求越来越多，而清洁能源发电一般在偏远地区，这需要远距离高压输电，为了不影响人们