第10章 第2节 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（人教版2019）

第2节　电势差(强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 了解电势差的含义。 学考层级 1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关。 2.掌握电势差的表达式，知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系。3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点。 选考层级 会用UAB＝φA－φB及UAB＝进行有关计算。 逐点清(一)　电势差 [多维度理解] 1．定义：电场中两点之间电势的差值叫作电势差，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，但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。 4．电势差与静电力做功的关系 (1)公式：UAB＝或WAB＝qUAB，其中WAB仅是静电力做的功。 (2)把电荷q的电性和电势差U的正负代入进行运算，功为正，说明静电力做正功，电荷的电势能减小；功为负，说明静电力做负功，电荷的电势能增大。 　对电势差的理解 (1)电势差反映了电场的能的性质，决定于电场本身，与试探电荷无关。 (2)电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示两点电势的高低；UAB＝－UBA，与零电势点的选取无关。 (3)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差。 [典例]　(2023·山东枣庄月考)有一带电荷量q＝－2×10－8 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时静电力做功8×10－6 J，从B点移到C点时克服静电力做功1×10－5 J。 (1)求A与B、B与C、C与A间的电势差； (2)取B点为零电势点，求A、C两点的电势； (3)比较电荷在A、C两点的电势能的大小。 [解析]　(1)负点电荷从A点移到B点，静电力做功WAB＝8×10－6 J 负点电荷从B点移到C点，静电力做功WBC＝－1×10－5 J A、B间的电势差UAB＝＝－400 V B、C间的电势差UBC＝＝500 V C、A间的电势差 UCA＝－UAC＝－(UAB＋UBC)＝－100 V。 (2)取B点为零电势点，由UAB＝φA－φB，可得A点的电势φA＝UAB＝－400 V 由UBC＝φB－φC，可得C点的电势 φC＝－UBC＝－500 V。 (3)点电荷从A点移到C点，静电力做的功WAC＝WAB＋WBC＝－2×10－6 J，静电力做负功，所以点电荷电势能增加，则 EpC>EpA。 [答案]　(1)－400 V　500 V　－100 V (2)－400 V　－500 V　(3)EpC>EpA [全方位练明] 1．(多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，下列说法正确的是(　 ) A．电势与电势差均是相对量，均与零电势点的选取有关 B．UAB和UBA是不同的，它们存在关系：UAB＝－UBA C．φA、φB都有正负，所以电势是矢量 D．若φB＝0，则φA＝UAB 解析：选BD　电势差与零电势点的选取无关，A错误；UAB＝－UBA，B正确；电势虽有正、负之分，但电势是标量，C错误；由UAB＝φA－φB知，若φB＝0，则φA＝UAB，D正确。 2．在电场中A、B两点间的电势差UAB＝75 V，B、C两点间的电势差UBC＝－200 V，则A、B、C三点的电势高低关系为(　 ) A．φA>φB>φC　　　　　 B．φA<φC<φB C．φC>φA>φB D．φC>φB>φA 解析：选C　由UAB＝φA－φB＝75 V，可知φA比φB高75 V，UBC＝φB－φC＝－200 V，表示φC比φB高200 V，所以三点电势高低为φC>φA>φB，故选C。 3．把带电荷量2×10－8 C的正点电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功8×10－6 J，若把该电荷从无限远处移到电场中的B点，需克服电场力做功2×10－6 J，取无限远处电势为零。求： (1)A点的电势； (2)A、B两点的电势差； (3)若把2×10－5 C的负电荷由A点移动到B点，电场力做的功。 解析：(1)无限远处电势能为零，克服电场力做功，电势能增加，所以 A点的电势能EpA＝8×10－6 J A点的电势φA＝＝＝400 V 同理B点的电势φB＝ V＝100 V。 (2)A、B两点的电势差UAB＝φA－φB＝300 V。 (3)电场力做的功WAB＝q′UAB＝－2×10－5×300 J＝－6×10－3 J。 答案：(1)400 V　(2)300 V　(3)－6×10－3 J 逐点清(二)　等势面 [多维度理解] 1．定义：在电场中电势相同的各点构成的面。 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