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