第十章 第2节 电势差-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

第2节 电势差 课程标准 核心素养 了解电势差的含义 1．物理观念：初步形成电势差的概念。 2．科学思维：利用公式UAB＝φA－φB及UAB＝进行有关计算，获得结论 　高效导学01步　预习新知，落实必备知识 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，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在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：在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。 【概念辨析·试身手】 (1)电场中任意两点的电势差，均与是否放入试探电荷无关。(　√　) (2)若UAB>0，说明φA>φB，但无法判断φA、φB的正负。(　√　) (3)等势面上，不仅各点电势相同，电场强度也一定相同。(　×　) (4)两个电势不同的等势面可能相交。(　×　) (5)电场线与等势面处处相互垂直。(　√　) 　高效导学02步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 静电力做功与电势差的关系 【要点培优】 1．静电力做功的四种求法 方法 表达式 注意问题 功的定义 W＝Fd＝qEd 适用于匀强电场； d表示沿电场线方向的距离 功能关系 WAB＝EpA－EpB WAB＝－ΔEp 既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场； 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 动能定理 W静电力＋ W其他力＝ΔEk 2.利用UAB＝计算电势差的两种方法 (1)各物理量均带正、负号运算，但代表的意义不同。WAB的正、负号表示正、负功；q的正、负号表示电性；UAB的正、负号反映φA、φB的高低。计算时W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。 (2)绝对值代入法。WAB、q、UAB均代入绝对值，然后再结合题意判断电势的高低。 [想一想] 如图所示，A、B、C为同一电场线上的三点，取B点电势为零时，A点的电势φA＝8 V，C点的电势φC＝－6 V。 (1)A、C两点的电势差UAC是多少？C、A两点的电势差UCA是多少？ (2)若取C点为零电势点，则UAC是多少？φA、φB又各是多少？ (3)选取不同的零电势参考面，电场中某点的电势、两点间的电势差也会随之而改变吗？ 提示：(1)UAC＝φA－φC＝14 V，UCA＝φC－φA＝－14 V； (2)UAC＝φA－φC＝14 V，φA＝14 V，φB＝6 V； (3)电势会改变，电势差不改变。 【应用培优】 [例1] (2022·黑龙江大庆实验中学高一期末)如图所示，A、B、C是匀强电场中的三点，它们构成∠BAC＝30°的直角三角形，且BC＝20 cm，它们所在的平面与电场线平行。将一个电荷量为5×10－6C的带负电的粒子从A移到B，电场力做功4×10－4J；把该粒子从B移到C，克服电场力做功2×10－4J。 (1)求A、B间的电势差UAB及B、C间的电势差UBC； (2)如果取C点的电势为0，求A、B两点的电势。 解析：(1)A、B间的电势差及B、C间的电势差分别为UAB＝＝－80 V UBC＝＝40 V (2)因为UBC＝φB－φC UAB＝φA－φB 解得φB＝40 V、φA＝－40 V 答案：(1)－80 V　40 V (2)－40 V　40 V [训练] 1.(2022·北京汇文中学高一期末)如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P和Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP和φQ。一带正电的粒子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等。则(　　) A．若带正电的粒子由M点运动到Q点，电场力做正功 B．若带正电的粒子由P点运动到Q点，电场力做负功 C．直线c位于某一等势面内，φM<φN D．直线a位于某一等势面内，φM>φN 解析：选C。带正电的粒子由M点分别到N点和P点的过程中，电场力做负功，则正粒子的电势能增加，故电势增加，NP两点电势高于M点电势，电场力做负功相等，则粒子的电势能增加相等，即