第1章 第5节 电势 电势差 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（教科版2019）

第5节　电势　电势差 核心素养导学 物理观念 (1)了解电势的内涵，知道电势和电场强度是从不同侧面反映电场性质的两个物理量。 (2)了解电势差的内涵，知道电势差与零电势能点的选择无关。 (3)知道两点间电势差的表达式，明确正负号的含义。 (4)建立等势面模型，掌握等势面的特点及几种典型电场中等势面的分布情况。 科学思维 (1)能在熟悉情境中运用等势面(线)模型分析解决比较简单的问题，并得出结论。 (2)通过电势和电场强度的定义方法、等势面与等高线的类比，熟练掌握类比这一重 要的推理方法。 (3)能推导出静电力做功与两点间电势差之间的关系，会进行相关计算。 科学态度与责任 通过电势概念的建立、等势面模型的建构，认识物理学的抽象性和内在美。 一、电势 1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比。 2．公式：φ＝。 3．单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号为V。 4．标矢性：电势是标量，没有方向。 5．相对性：电场中某一点的电势的数值与零电势点的选取有关，理论研究中通常选取无穷远处的电势为零，实际中通常选取大地的电势为零。 电势是描述电场能性质的物理量，其大小与试探电荷无关，即电势的大小由电场本身和零电势位置决定。　　 二、电势差 1．定义：电场中两点间电势的差值，也称电压，用符号U表示。 2．定义式：UAB＝φA－φB。 3．电势差与电场力做功的关系：UAB＝。 4．单位：与电势单位相同，在国际单位制中，电势差的单位是伏特，符号为V，1 V＝1 J/C。 5．标矢性：电势差是标量。 6．电势和电势差的正负 (1)电势的正负：某点的电势为正，表示该点的电势比零点，正电荷放在该点，电势能比放在零点时的电势能。 (2)电势差的正负 ①A、B两点间的电势差为正，则表示A点电势于B点，正电荷从A点移到B点的过程中，电场力做正功。反之，电场力做负功。 ②某点电势的正负，与零电势点的选取有关，电势差的正负及数值与零电势点的选取无关。 三、等势面 1．定义：电场中电势相等的各点构成的曲面。 2．特点 (1)同一等势面上任何两点之间移动电荷时，电场力不做功。 (2)等势面与电场线一定是处处垂直。 (3)不同的等势面不能相交。,1.如图所示为某电场中的一条直电场线，一电子从A点由静止释放，它将沿直线向B点运动，试对以下结论作出判断： (1)电子在A点具有的电势能较大。(√) (2)电子在B点具有的电势能较大。(×) (3)A点电势高于B点电势。(×) (4)B点电势高于A点电势。(√) 2．如图所示，A、B两点为静电场中的两个点，试对以下结论作出判断： (1)若UAB>0，则说明φA>φB。(√) (2)若UAB>0，则由A点向B点移动电荷时，电场力做正功。(×) (3)UAB越大，由A点向B点移动电荷时，电场力做功越多。(×) (4)电场中A、B两点间电势差的大小与零电势能点的选取有关。(×) 3．在电势越高的地方，某电荷的电势能是否越大？ 提示：对于正电荷，在电势越高的地方，电势能越大；对于负电荷，在电势越高的地方，电势能越小。 4.如图所示，为不规则外形的带电体周围的电场线和等势面分布情形图。你能从图中观察到等势面的哪些特点？ 提示：(1)等势面与电场线垂直。 (2)电场线越密的地方等势面越密。 新知学习(一)|电势及其高低的判断 [重点释解] 1．对公式φ＝的理解 (1)φ取决于电场本身； (2)公式中的Ep、q均需代入正负号。 2．对电势的三点理解 (1)电场中某点的电势是相对的，它的大小和零电势点的选取有关。在物理学中，常取离场源电荷无限远处的电势为零，在实际应用中常取大地的电势为零。 (2)电势φ是描述电场能量性质的一个物理量，电场中某点的电势φ的大小是由电场本身和零电势点的选取决定的，与在该点是否放有检验电荷、检验电荷的电性、检验电荷的电荷量均无关，这和许多用比值定义的物理量相同，如前面学过的电场强度E＝。 (3)电势虽然有正负，但电势是标量。电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势，正负号不表示方向。 3．电势高低的判断方法 (1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 (2)电势能判断法：由φ＝知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。 [典例体验] [典例]　将一电荷量为q＝2×10－6 C的正电荷从无限远处移至电场中某点A，静电力做功4×10－5 J。(取无限远处为零电势点)求： (1)A点的电势； (2)正电荷移入电场前A点的电势。 [解析]　(1)由于将正电荷从无限远处移到A点，静电力做正功，则电荷的电势能减少，所以，正电荷在A点的电势能为EpA＝－4×10－5 J。由φ＝得φA＝－20 V。 (2)A点的电势是由