第10章 第2节 电势差（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

确。 第2节　电势差 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.知道电势差的概念，知道电势差的正负表示两点间电势的高低关系。 2．理解等势面的概念。会画常见电场的等势面。 　　会用UAB＝φA－φB及UAB＝进行有关计算。 　　通过理论探究得到在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，以培养学生归纳推理的能力。 　　通过对原有知识的加工及对新旧知识的类比、概括，培养学生自我更新的能力。 [对应学生用书P33] 1．判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)UAB>0说明从A到B电势降低。(　　√　　) (2)电势差有正负值，是矢量。(　　×　　) (3)电势差与电势一样，是相对量，都与零电势点的选取有关。(　　×　　) (4)若UAB>0，则电场对电荷q做的功WAB>0。(　　×　　) (5)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将电荷量为－q的电荷从B点移到A点，静电力所做的功相同。(　　√　　) (6)电荷在等势面上移动时不受静电力作用，所以静电力不做功。(　　×　　) 2．(知识拓展)几个物理量间的关系 (1)电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 (2)电场强度大小与电势无直接关系：零电势位置可人为选取，电场强度的大小由电场本身决定，故电场强度大的地方，电势不一定高。 (3)电势能与电势的关系：正电荷在电势高的地方电势能大；负电荷在电势低的地方电势能大。 (4)电场强度的叠加遵从矢量合成法则，电势的叠加遵从代数运算法则。 一、电势差 2．电势差是标量，有正负，电势差的正负表示电势的高低。UAB>0，表示A点电势比B点电势高。 3．电势差的单位：在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为伏特，符号是V。 4．静电力做功与电势差的关系 (1)公式推导：电荷q在电场中从A点移到B点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：WAB＝EpA－EpB，由电势能与电势的关系φ＝可得EpA＝qφA，EpB＝qφB。所以WAB＝q(φA－φB)＝qUAB，所以有UAB＝。 (2)公式：UAB＝。 (3)物理意义：电场中A、B两点间的电势差，等于将电荷由A点移至B点的过程中静电力做的功与电荷量q的比值。 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。 [对应学生用书P34] 探究点一___对电势差的理解 吊脚楼，也叫“吊楼”，为苗族、布依族、侗族、土家族等族传统民居，在渝东南及桂北、湘西、鄂西、黔东南地区的吊脚楼特别多。吊脚楼多依山靠河就势而建，讲究朝向，或坐西向东，或坐东向西。吊脚楼属于干栏式建筑，但与一般所指干栏有所不同。干栏应该全部都是悬空的，所以称吊脚楼为半干栏式建筑。若对吊脚楼进行测量，如图所示。 [问题设计] (1)如果测量起点改变，则吊脚楼上A点和B点的高度是否也相应改变？A、B两点的高度差h变化吗？ (2)同理，在电场中，选择不同的位置作为零电势点，电场中同一点的电势怎样变化？电场中两点间电势的差值怎样变化？ 提示：(1)选择不同的测量起点时，同一地方的高度往往不同，但两个地方的高度差不会因测量起点的不同而变化。 (2)与此类似，在电场中零电势点的选取不同，某点的电势会不同，但电场中两点间的电势差不会改变，电势差没有相对性，与零电势点位置的选取无关。 1．对电势差的理解 (1)电势差反映了电场能的性质，取决于电场本身，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) 标矢性 都是标量，但均有正负 【例1】 (多选)下列对电势差UAB和电势φA、φB的理解，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 BD　解析：电势差与零电势点的选取无关，A错误