10.2电势差-2023-2024学年高二物理同步考点剖析讲义（人教版2019必修第三册）

10.2 电势差 知识点1：电势差 （1）定义 电场中两点间电势的之差，叫做电势差，也叫电压。单位为伏特，符号为V。 （2）表达式 电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则有和，故。 （3）对电势差的理解 （4） 电势和电势差的比较 电势φ 电势差U 区 别 定义 在电场中电势能与电量比值。 电场中两点间电势的之差。 公式 φ＝ U＝（） 影响因素 由电场和在电场中位置决定。 由电场内两点位置决定。 相对性/绝对性 具有相对性，与零势能点选取有关。 具有绝对性，与零势能点选取无关。 联 系 数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA。 单位 相同，均为V。 固有性 都是表示电场性质（电场能）的物理量。 标量性 都是标量，但均具有正负。 电势差的概念和定义 1．类比法是物理学重要的研究方法，比如可以将静电力与重力进行类比，以下几组物理量的类比中合理的是（　　） A．电势能与动能 B．电势差与高度差 C．电场强度与重力 D．电势与重力加速度 2．下列四个公式是电场中最常见的四个公式，，，，，其中有一个公式与其它公式不同，这个公式是（　　） A． B． C． D． 电势差的单位和物理意义 3．用国际单位制的基本单位表示电势差的单位，下列表示正确的是（　　） A． B． C． D． 4．电场中A、B两点间的电势差UAB=75V，B、C两点间的电势差UBC=-200V，则A、B、C三点电势的高低关系为（　　） A． B． C． D． 知识点2：静电力做功与电势差的关系 （1）关系：WAB=qUAB或UAB＝。 （2）关系的推导过程：WAB=EPA-EPB=qφA-qφB=q（φA-φB）-qUAB：，所以有WAB=qUAB或UAB＝，即电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷电荷量q的比值； （3）物理意义：电势差是表征电场能的性质的物理量，在数值上A、B两点间的电势差等于单位正电荷由A点移动到B点时电场力做的功。 （4）对静电力做功与电势差的关系的理解 ①公式UAB＝是电势差的定义式，不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是利用WAB与q的比值来计算UAB；②由UAB＝可以得出UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做功WAB。若单位正电荷做正功，则UAB为正值；若单位正电荷做负功，则UAB为负值；③公式UAB＝适用于任何电场，WAB仅是电场力的功，不包括其他力所做的功；④公式UAB＝中各量均有正负，计算中W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA；⑤静电力做功由电荷量及两点间电势差决定，与路径无关；⑥公式WAB =qUAB与公式W = qELcosθ具有的优势是不必考虑静电力的大小和电荷的移动路径。特别是当静电力为变力时，静电力做功不能用W = qELcosθ来计算，只能用WAB =qUAB来计算。⑦两种计算方法：带正负号进行计算，把电荷q的电性和两点间的电势差U的正负代入；将绝对值代入公式进行运算，q、U都取绝对值，算出的功也是绝对值，至于电场力做的是正功还是负功，可以根据电荷受力方向以及电荷的运动方向进行判断。⑧在系统中只有静电力做功的情况下，电势能和动能之间互相转化，总量保持不变。⑨在系统中只有重力和静电力做功，没有其他力做功的情况下，电势能和机械能之间互相转化，总量保持不变。 （5） 电场力做功的方法 定义法 W＝FL＝qELcosθ 适用于匀强电场 电势差法 WAB =qUAB 既适用于匀强电场也适用于非匀强电场；既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况。 动能定理 W静电力+W其他力＝ΔEk 功能关系 WAB＝EpA−EpB＝−ΔEp 静电力做功与电势差的关系 5．如图所示，在竖直平面内存在匀强电场，是正三角形，边长为l，长为且沿竖直方向。将一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电小球以的初动能从O点抛出，运动到A点的动能为，运动到C点的动能为，已知重力加速度为g，以下说法正确的是（　　） A．带电小球由O到A的过程，电场力做功为 B．电场强度的大小 C．电场强度的方向由O指向C D．带电小球由O到B的过程，电场力做功为 6．如图所示，真空中xOy坐标系平面内有以O为圆心的两个同心圆，分别与坐标轴交于a、b、c、d和e、f、g、h；在a、c两点固定两个正点电荷，b、d两点固定两个负点电荷，且四个点电荷所带电荷量相等。下列说法正确的是（　　） A．g、f两点的电场强度相同 B．e、h两点的电场强度相同 C．将质子从O移到f电场力做负功 D．将电子从O移到e电场力做正功 根据定义式计算电势差的大小 7．一个电量为的负电荷从电场中A点移至B点，电场力