课时10.2 电势差-2023-2024学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

第十章 静电场中的能量 课时10.2 电势差 1. 理解电势差的概念及正、负值的含义。 2. 会用UAB=φA-φB及UAB=WAB/q进行有关计算。 3. 知道等势面的性质，了解常见等势面的特点。 4. 能在熟悉的情景中运用等势面模型解决实际问题。 一、电势差 1．定义 在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差，也叫作电压。 2．公式 设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则A、B两点之间的电势差为UAB＝φA－φB，B、A两点之间的电势差为UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA。 3．电势差的正负 电势差是标量，UAB为正值，A点的电势比B点的电势高；UAB为负值，A点的电势比B点的电势低。 4．静电力做功与电势差的关系 (1)公式推导 由静电力做功与电势能变化的关系可得 WAB＝EpA－EpB，又因EpA＝qφA，EpB＝qφB，可得WAB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝qUAB，所以有UAB＝。 (2)物理意义：电场中A、B两点间的电势差等于这两点之间移动电荷时静电力做的功与电荷量q的比值。 二、等势面 1．定义：电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。 2．等势面与电场线的关系 (1)电场线跟等势面垂直。 (2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。 考点 常见典型电场的电场线和等势面及其综合应用 1. 常见电场的电场线及等势面分布 （1）点电荷电场的电场线及等势面 等势面及电势特点： ① 点电荷的等势面是以点电荷为球心的一组同心球面 ② 相邻等势面间电势差相等时，离球心越远等势面越稀疏。 ③ 在点电荷的电场中，越靠近正的场源电荷电势越高，负的场源电荷则相反。 ④ 取无限远处电势为零时，正场源电荷的电场中各点电势都是大于零的，负场源电荷的电场中各点电势都是小于零的。 易错警示    对于任意形状带电体形成的电场，在越靠近带电体处，等势面的形状越接近带电体外表面的形状；离带电体越远的等势面越接近于球面（当分析无穷远处电场特点时，带电体可视为点电荷）。 （2）匀强电场的电场线及等势面 等势面特点： ① 匀强电场的等势面是一簇垂直于电场线的平面。 ② 匀强电场的等差等势面是互相平行、间距相等的平面。 （3）等量异种点电荷的电场线及等势面 等势面特点：两簇对称的曲面。 电势分布特点：两电荷连线上，中心O点电势为零（注：和场强不一样），由负电荷到正电荷电势逐渐升高；连线的中垂线上，各点电势相等，均为零。 （4）等量同种点电荷的电场线及等势面 等势面特点：两簇对称的曲面。 电势分布特点：两电荷连线上，中心O点电势最低，但不为零；关于O点对称的任意两点电势相等，且高于O点电势。连线的中垂线上，中心O处电势最高，由O点到无限远，电势一直降低，关于O点对称的任意两点电势相等。 2. 等势面的应用 （1）由等势面可以判断电场中各点电势的高低。 （2）由等势面可以判断电荷在电场中移动时电场力做功的情况。 （3）由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定 电场大体分布。 （4）由等差等势面的疏密，可以定性地比较电场中两点场强的大小。 基础过关练 题组一　电势差 1.(2022天津静海一中月考)下列说法正确的是　 (　　 )　　　　　　　　　　　　　　　 A.电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 B.电势差是标量，没有正值、负值之分 C.由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以两点的电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关 D.A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB=UBA 2.(2022安徽金寨南溪中学期中)如果在某电场中将5.0×10-8 C的正电荷由A点移到B点，电场力做功为-6.0×10-3 J，那么将电荷量为5.0×10-8 C的负电荷也由A点移到B点，电场力做功为 (　　 ) A.-6.0×10-3 J B.6.0×10-3 J C.-3.0×10-3 J D.3.0×10-3 J 3.(2022湖南郴州期中)在某电场中有A、B、C三点，A、B两点间的电势差UAB=60 V，B、C两点间的电势差UBC=-50 V，则A、B、C三点电势高低关系是 (　　 ) A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φA>φC>φB D.φC>φB>φA 4.(2021江苏宿迁期末)电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8 J，在B点的电势能为0.80×10-8 J。已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为1.0×10-9 C，那么 (　　 ) A.该电荷为负电荷 B.该电荷为正电荷 C.A、B两点的电势差UAB=4.0 V D.把电荷从A移到B，电场力做功为W=4.0 J 5.(2022浙江台