第二节 电势差（练习）（附教材课后题）-2023-2024学年高二物理同步精品课件及习题精练（含教材习题）（人教版2019必修第三册）

第十章 第二节 电势差 考点一：电势差与电势的关系 【技巧与方法】 1．电势差的理解 (1)电场中某点的电势与零电势点的选取有关，但电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。 (2)必须明确是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为UAB，而B、A间的电势差记为UBA，且UAB＝－UBA。 (3)电势差是标量，但电势差有正、负之分，且电势差的正、负表示电场中两点电势的高低，如UAB＝－1 V，表示A点的电势比B点的电势低1 V。 2．电势和电势差的区别与联系 概念 比较内容 电势φ 电势差U 区别 定义 电势能与电荷量的比值： φ＝ 电场中两点间电势的差值：UAB＝φA－φB 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，与零电势点的选取有关 无，与零电势点的选取无关 联系 数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特(V)，常用还有kV、mV等 标矢性 都是标量，但均具有正负 物理意义 均是描述电场的能的性质的物理量 【例1】在电场中把电量为的正电荷从A点移到B点，电场力做功，再把这个电荷从B点移到C点，克服电场力做功。 （1）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低 （2）求A、B间，B、C间，A、C两点间电势差？ （3）电荷从A经B移到C，电势能如何变化？变化多少？ 【针对训练1】关于电势差，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．电势差有正、负之分，是一个矢量 C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以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．由于UAB=φA-φB，UBA=φB-φA，故UAB=-UBA 考点二：电势差和静电力做功的关系 【技巧与方法】 1．对公式UAB＝的理解 (1)UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时静电力所做的功WAB。若静电力对单位正电荷做正功，UAB为正值；若静电力对单位正电荷做负功，UAB为负值。 (2)不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是可以利用WAB、q来计算A、B两点间的电势差UAB。 (3)公式适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是静电力做的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功。 (4)公式中各量均有正负，要带正负号进行运算。计算中W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。 2．静电力做功的求解四法 四种求法 表达式 注意问题 功的定义 W＝qELcosθ 只适用于匀强电场 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)既适用于只受静电力的情况，也适用于受多种力的情况 电势差法 WAB＝qUAB 动能定理 W静电力＋W其他力＝ΔEk 【例2】在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9的点电荷从A点移到B点，克服静电力做功为1.6×10-7J，再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功为4.0×10-7J。求：A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？ 【针对训练2】在电场中把的正电荷从A点移动到B点，静电力做功。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功则（　　） A．BC两点的电势差为-200V B．C点电势比A点低 C．B点电势比A点高 D．该电荷在A点具有电势能比在B点具有的电势能多 考点三：等势面 【技巧与方法】 1．等势面的特点 (1)任意两个等势面都不相交。 (2)在同一等势面上的任意两点间移动电荷静电力不做功。 (3)电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 (4)等差等势面越密的地方场强越大，反之越小。(原因分析下节会讲到) 注意：①电势的高低与电场强度的大小没有必然的联系。 ②等势面是为描述电场的性质而假想的面。 ③等势面的分布与零电势点的选取无关。 2．几种常见的典型电场的等差等势面的对比分析 电场 等势面(实线)图样 重要描述 匀强电场 垂直于电场线的一簇等间距平面 点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点电荷的电场　　 两点电荷连线的中垂面上的电势为零 等量正点电荷的电场 两点电荷连线上，中点电势最低，而在两点电荷连线的中垂线上，中点电势最高。关于中点左右对称或上下对称的点电势相等 3.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静电力做功的情况。 (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，可以定性地比较其中两点场强的大小。 【例3】空间