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

10.2 电势差 【学习目标】 1、初步形成电势差的概念。　 2、利用公式UAB＝φA－φB及UAB＝进行有关计算，获得结论。 3、领会根据功能关系推导电势差定义式的过程。　 4.了解电势差的定义方法，培养良好的学习习惯。 【情境导入】 如果我们要从 6 楼走到 8 楼，影响我们做功多少的因素是这两层楼的高度差而不是楼的高度。某个电荷在确定的电场中由 A点移动到 B 点，影响静电力做功多少的因素可能是 A 点或 B 点的电势值呢？还是 A、B 两点之间电势的差值呢？ 【探究过程】 学习目标一、电势差 1．定义 在电场中，两点之间电势的 叫作电势差，也叫作 。 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＝ ，B、A两点之间的电势差为UBA＝ ，所以UAB＝ 。 3．电势差的正负 电势差是 ，UAB为正值，A点的电势比B点的电势 ；UAB为负值，A点的电势比B点的电势 。 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＝ ，又因EpA＝qφA，EpB＝qφB，可得WAB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝ ， 所以有UAB＝ 。(计算时，相关物理量代入正、负符号） (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。 【思考】（1）UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？（2）WAB跟q、UAB有关吗？ 5.电势与电势差的比较： （1）电势差是电场中两点间的电势的差值， （2）电场中某一点的电势的大小，与选取的参考点 ；电势差的大小，与选取的参考点 。 （3）电势和电势差都是 量，单位都是伏特，都有正负值： 电势的正负表示该点比参考点的电势 ；电势差的正负表示两点的电势的 。 例1、有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10－4 J，从B点移到C点时，静电力做功9×10－4 J。求： (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)如果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？ 学习目标二、等势面 1．定义：电场中电势 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 。 (2)电场线由 的等势面指向 的等势面。 思考：（1）观察等势面与电场线的疏密情况有什么特点？说明什么问题？ （2）观察等势面与电场线的的方向有什么特点？ （3）思考：在等势面上移动电荷，静电力做功有什么特点？ 【总结】等势面的特点： （1）等势面（等差）越 的位置，电场强度越大。 （2）等势面与电场线 ，并且由电势 的等势面指向电势 的等势面。 （3）在等势面上移动电荷静电力 。 3、几种常见电场的等势面 例2、（多选）如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是(　　 ) A．1、2两点的电场强度相等 B．1点的电场强度大于2点的电场强度 C．1、2两点的电势相等 D．1点的高于3点的电势 巩固练习 1．下列说法正确的是 (　　) A．电场中两点间电势的差值叫作电势差，也叫作电压 B．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 C．UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB＝φB－φA D．A、B两点间的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改变，所以UAB＝UBA 2．在某电场中，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 3、如图所示，三个同心圆是电荷量为+q的点电荷周围的三个等势面，A、B、C是这三个等势面与一条电场线的交点，且lAB=lBC。A、C两点的电势分别为φA=10 V和φC=2 V，则B点的电势（　　） A. 等于6 V B．低于6 V C．高于6 V D．无法确定 4、如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有I、II、III三点，其电势分别为6V、2V、2V。下列画出经过I点的电场线正确的是（　　） A． B． C． D