10.2 电势差 导学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电势差 【学习目标】 1.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关．　 2.掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系． 3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行计算． 课前预习： 1．定义：电场中 ，也叫电压． 2．表达式：若A点电势为φA，B点电势为φB. 则UAB＝φA－φB；UBA＝φB－φA. 3．单位： ，符号V. 注意：1、电势差由什么来决定？与电场中有无试探电荷是否有关？与零电势位置的选取有关吗？ 电势差由电场中的两点位置来决定，与有无试探电荷无关；与零电势的位置选取也无关． 2、(1)电势差有正负、是矢量．( ) (2)电场中两点间电势差是恒定的，与零电势点选取无关．( ) (3)若UAB>0，说明从A到B电势降低．( ) 知识点一、静电力做功与电势差 1．关系：WAB＝qUAB或UAB＝. 2．证明：WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)得WAB＝qUAB. 注意：1、把电荷从电场中电势较高的地方移动到电势较低的地方，电场力做正功还是负功？根据UAB＝φA－φB，电势差为正．由WAB＝qUAB，若q为负电荷，电场力做负功；若q为正电荷，则电场力做正功． 2、(1)将电荷由A点移到B点，电场力做正功则电势差为正值．(×) (2)把1 C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1 J，这两点间的电势差为1 V．(√) (3)若电荷由A点移到B点过程中，有静电力以外的力做功，不影响电势的变化．(√) 知识点二、电势差与电势 1．对电势差的几点认识 (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电势零点的选取无关． 2．电势差与电势的对比 　　概念 比较内容　　 电势φ 电势差U 区别 定义 电势能与电量的比值φ＝ 电场力做功与电量的比值U＝ 决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定 相对性 有，与电势零点的选取有关 无，与电势零点的选取无关 联系 数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特(V)，常用的还有kV，mV等 标矢性 都是标量，均具有正负 物理意义 均是描述电场的能的性质的物理量 3、在利用φ＝及UAB＝时，必须将各物理量的符号代入． 知识点三、对公式UAB＝和WAB＝qUAB的理解(深化理解) 1．应用公式WAB＝qUAB时的两点注意 (1)WAB、UAB、q均可正可负，WAB为负值表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功，UAB为负值表示φA<φB，q为负值表示试探电荷为负电荷． (2)应用公式WAB＝qUAB求解时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算．也可以将各物理量都取绝对值，先计算大小，再根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定电场力做功的正负． 2．电场力做功的求解四法 四种求法 表达式 注意问题 功的定义 W＝Fd＝qEd (1)适用于匀强电场 (2)d表示沿电场线方向的距离 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)既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况 电势差法 WAB＝qUAB 功能定理 W静电力＋W其他力＝ΔEk 3、公式UAB＝中正负号的含义 (1)WAB的正负由q及UAB的乘积决定．WAB>0，电场力做正功；WAB<0，电场力做负功． (2)UAB的正负由A、B两点电势决定．UAB>0，φA>φB；UAB<0，φA<φB. 知识点四、静电场中常用的功能关系 1、分析静电场中的功能变化关系时，常结合以下三点分析： (1)合力做功等于物体动能的变化量，即W合＝ΔEk.这里的W合指合外力做的功． (2)电场力做功决定物体电势能的变化量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.这与重力做功和重力势能变化之间的关系类似． (3)只有电场力做功时，带电体电势能与动能的总量不变，即Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2.这与只有重力做功时，物体的机械能守恒类似． 2、熟练掌握功能关系是解决这类问题的关键，几种常用功能关系如下： (1)电场力做的功等于电势能的减少量，表达式：W电＝－ΔEp； (2)重力做的功等于重