课时10.2 电势差-2024-2025学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

第十章 静电场中的能量 课时10.2 电势差 1. 理解电势差的概念及正、负值的含义。 2. 会用UAB=φA-φB及UAB=WAB/q进行有关计算。 3. 知道等势面的性质，了解常见等势面的特点。 4. 能在熟悉的情景中运用等势面模型解决实际问题。 （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，也叫电压。 2. 定义式：电场中A、B两点的电势分别为φA、φB，则它们之间的电势差为UAB=φA－φB或UBA=φB－φA。所以有UAB=－UBA。 3. 静电力做功与电势差的关系 电场中A、B两点间的电势差UAB等于电场力所做的功WAB与试探电荷所带电荷量q的比值. 4. 对电势差的理解 (1) 电势差的大小与试探电荷无关，电场中两点间的电势差由电场本身的性质及两点的位置决定。在确定的电场中，两点间的电势差有确定的值，与零电势点的选取无关。 (2) 电势差是标量，有正负，无方向。正负表示电势的高低，比如UAB=－6 V，说明A点电势比B点电势低6 V。 (3) 电场中某点的电势可以看成是该点与零电势点的差值。 （二）等势面 1. 等势面：电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。 2. 等势面的性质 （1）在同一等势面上，任何两点的电势都相等，所以在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功。 （2）任何电场线一定与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 （3）等差等势面疏密表示电场的强弱。 （4）任意两个等势面不相交、不相切。 （5）处于静电平衡状态的导体是等势体，表面是等势面。 考点 常见典型电场的电场线和等势面及其综合应用 1. 常见电场的电场线及等势面分布 （1）点电荷电场的电场线及等势面 等势面及电势特点： ① 点电荷的等势面是以点电荷为球心的一组同心球面 ② 相邻等势面间电势差相等时，离球心越远等势面越稀疏。 ③ 在点电荷的电场中，越靠近正的场源电荷电势越高，负的场源电荷则相反。 ④ 取无限远处电势为零时，正场源电荷的电场中各点电势都是大于零的，负场源电荷的电场中各点电势都是小于零的。 （2）匀强电场的电场线及等势面 等势面特点： ① 匀强电场的等势面是一簇垂直于电场线的平面。 ② 匀强电场的等差等势面是互相平行、间距相等的平面。 （3）等量异种点电荷的电场线及等势面 等势面特点：两簇对称的曲面。 （4）等量同种（正）点电荷的电场线及等势面 等势面特点：两簇对称的曲面。 基础过关练 题组一　对电势差的理解 1.(2024广东湛江期中)下列关于电势差的说法正确的是 (　 　) A.两点间的电势差在数值上等于电荷从其中一点移到另一点时电场力所做的功 B.将1 C的正电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1 J的功，则这两点间的电势差为1 V C.在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关 D.两点间的电势差的大小跟放入这两点间的电荷的电荷量成反比 题组二　电势差与静电力做功、电势的关系 2.(2024江苏扬州瓜洲中学质量检测)将电荷量为-1×10-9 C的负点电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做功为2×10-6 J；从A点移到C点，电场力做功为3×10-6 J。则B、C两点间的电势差为 (　 　) A.1 000 V B.-1 000 V　　　　 C.5 000 V D.-5 000 V 3.(2024北京西城育才中学期中)如图所示，在某电场中沿ABCDA移动一个电子，电场力做功分别为WAB=-4 eV，WBC=-2 eV，WCD=4 eV。则以下判断正确的是 (　 　) A.D点的电势最高，且φA>φB B.C点的电势最高，且φA<φB C.B点的电势最高，且φA<φD D.A点的电势最高，且φD>φB 4.(教材习题改编)把电荷量为2×10-8 C的正点电荷从无穷远处移到电场中的A点，要克服电场力做功8×10-6 J。若把该电荷从无穷远处移动到电场中的B点，需克服电场力做功2×10-6 J。规定无穷远处电势为零，求： (1)A点的电势； (2)A、B两点间的电势差； (3)把2×10-8 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功。 题组三　等势面的特点 5.(2024江苏盐城期中)某电场的等势面如图所示，下列关于该电场的描述正确的是　 (　 　) A.A点的电场强度比C点的小 B.负电荷在A点的电势能比在C点的大 C.电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功 D.正电荷由A移动到C，电场力做负功 6.(2024广东广州期中)在维护和检修高压供电线路时，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服(如图甲)。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A电线的电势