第10章 第2节 电势差（word教参)-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第2节　电势差 [学习目标]　理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关（物理观念）.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（科学思维）.3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点（物理观念）.4.会用UAB＝φA－φB及UAB＝进行相关计算（科学思维）. @课前·教材预案 ♝课前·教材预案 （见学生用书P30） 知识点一电势差 1.定义：电场中两点之间　电势　的差值，也叫作　电压　.UAB＝　φA－φB　，UBA＝　φB－φA　，UAB＝－UBA. 2.电势差是　标量　，有正负，电势差的正负表示电势　高低　.UAB＞0，表示A点电势比B点电势的　高　. 3.静电力做功与电势差的关系 WAB＝　qUAB　或UAB＝　　. 知识点二等势面 1.定义：电场中　电势相同　的各点构成的面. 2.等势面的特点 （1）在同一个等势面上移动电荷时，静电力　不做功　. （2）等势面一定跟电场线　垂直　，即跟电场强度的方向　垂直　. （3）电场线总是由　电势高　的等势面指向　电势低　的等势面. 1.判断下列说法的正误. （1）UAB和UBA物理意义是不同的，它们满足UAB＝－UBA.（　√　） （2）UAB和UBA都可能有正负，所以电势差是矢量.（　×　） （3）将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将－q的电荷从B点移到A点电场力所做的功相同.（　√　） （4）WAB＝qUAB求电场力做的功适用于任何情况.（　√　） 2.一个正电荷带电量为4.0×10－9 C，从电场中A点移到B点电势能减少2.4×10－6 J；如果将一个带电量为3.0×10－9 C的负电荷，从B点移到A点，电场力将对它做　正功　（选填“正功”或“负功”），A、B两点电势差UAB＝　600　V. @课堂·深度探究 ♝课堂·深度探究 （见学生用书P31） 　考点一　　电势差 【情境导学】在对吊脚楼进行测量时，若测量起点改变，则吊脚楼上A点和B点的高度是否也相应改变？A、B两点的高度h变化吗？同样，在电场中，选择不同的位置作为零电势点，电场中的同一点电势是否发生变化？猜想两点间的电势的差值是否发生变化？ 答案是；不变化；是；否. 【知识拓展】 1.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. 2.电势差与静电力做功的关系 （1）公式：UAB＝或WAB＝qUAB，其中WAB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. 3.电势和电势差的比较 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＝ 静电力做的功与电荷量的比值UAB＝ 决定因素 由电场和在电场中的位置决定，与q、Ep无关 由电场和场内两点位置决定，与q、WAB无关 相对性 与零电势点的选取有关 与零电势点的选取无关 联 系 数值关系 UAB＝φA－φB 单位 相同，国际单位制中均是伏特（V） 标矢量 都是标量，但均有正负 【例题1】有一个电荷量为q＝－3×10－6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做了6×10－4 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做了9×10－4 J的功.问： （1）AB、BC、CA间电势差各为多少？ （2）如果B点电势为零，那么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？ 思维导引：求AB、BC、CA间的电势差，可以先根据U＝计算UAB和UBC，再根据UCA＝UCB＋UBA计算UCA.求电势和电势能时，要参考零电势点求解. 解析（1）电荷由A点移向B点克服静电力做功，即静电力做负功，WAB＝－6×10－4 J， UAB＝＝ V＝200 V， UBC＝＝ V＝－300 V， UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋（－UAB）＝300 V－200 V＝100 V. （2）若φB＝0，由UAB＝φA－φB得φA＝UAB＝200 V， 由UBC＝φB－φC 得φC＝φB－UBC＝0－（－300）V＝300 V， 电荷在A点的电势能 EpA＝qφA＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J， 电荷在C点的电势能 ＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J. 答案（1）200 V　－300 V　100 V　（2）200 V　300 V　－6×10－4 J　－9×10－4 J 【变式1】电场中A、B两点间的电势差UAB＝75 V，B、C两