10.2 电势差（课件）-【教学无忧】2025-2026学年高二物理同步精品备课（人教版2019必修第三册）

10.2 电势差 主讲人： 2025年x月x日 人教版（2019）高二年级物理必修3同步备课系列 1 电势差 2 等势面 目录 CONTENTS 新课导入 468m 468m -350m 0m 168m 0m 168m 1.楼的高度与零势面的选取是否有关系？ 2.选取不同的参考平面，物体从塔顶落地重力做的功是否改变？ 3.影响重力做功大小的是什么因素？ 新课导入 某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功多少的因素可能是A点或B点的电势值呢？还是A、B两点之间电势的差值呢？ A B F E 类比思考： 电势差 第一部分 01 电势差的概念 + F E A B 在电场中两点间 ？ ？ ？ 0 1. 定义：我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。 UAB=A－B UBA=B－A UAB=－UBA 2.单位：伏特 V 01 电势差的概念 3.电势差也叫电压 4.电势差是标量，但有正负 UAB=A－B UAB＞0 UAB＜0 A＞B A＜B 02 对电势差的理解 1.描述电势差时，必须指明是哪两点的电势差。如UAB或UBA。 2.电势差与零电势点的选取无关。 3.电场中两点间的电势差，由电场本身的性质及初、末位置决定。 4.电势差的正负不表示方向，表示电场中两点电势的相对高低。 5.推论： 03 静电力做功与电势差的关系 A B F E WAB=－Ep ＝EpA－EpB ＝qA－qB ＝q(A－B) ＝qUAB 适用于恒力和变力做功 电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值 电荷q从A点移动到B点，求电场力做的功 04 典例探究 【典例1】在匀强电场中把电荷量为 2.0×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做的功为 1.6 × 10-7J。再把这个电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做的功为－4.0×10-7J。 （1）A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？ （2）A、B 间 ，B、C 间 ，A、C 间的电势差各是多大？ （3）把电荷量为－ 1.5×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 C 点，静电力做的功是多少？ （4）根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C 三点可能的位置。 04 典例探究 思考:用什么方法判断电势的高低？ 方法1:电势定义法： 看电势能的大小。 正电荷从A点移到B点，静电力做正功，电势能减小， 正电荷从B点移到C点，静电力做负功，电势能增加， 但C、B间的电场力做功的绝对值比A、B间的电场力做功的绝对值大。故 方法2:电场力做功的公式： 看电势的大小。 正电荷从A移动到B，静电力做正功， 电荷从B移动C，静电力做负功， （1）A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？ 04 典例探究 思考2:计算电势差的方法有哪些? 方法1：电势差定义： 若将B点设为零势面，则 , 方法2：电势差与静电力做功的关系： （2）A、B 间 ，B、C 间 ，A、C 间的电势差各是多大？ 04 典例探究 （3）把电荷量为－ 1.5×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 C 点，静电力做的功是多少？ （4）根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C 三点可能的位置。 C＞A＞ B UAC＞ UAB  B  A  C E 04 问题与拓展 根据以上例题第（4）问的结果，定性画出了电场分布的示意图，标出了A、B、C三点可能的位置，如图。 为何是“可能的”？  B  A  C E 在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9C的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为1.6×10-7J。设A不动，我们能不能再找出一个位置B′，让点电荷从A移动到B′静电力做的功与点电荷从A移动到B静电力做的功相等，并把B′点标在图中。 04 问题与拓展 WAB′=WAB+ WBB′ WBB′ ≠0 ∴WAB′ ≠WAB 方案一： 方案二： WAB′=WAB+ WBB′ WBB′ =0 ∴WAB′ =WAB 等势面 第二部分 01 等势面  A 在此面上移动电荷时  B  B′ W =0 E  B  B′  B  B′ 又 W =qU 此面上各点间电势相等 U=0 在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面。 02 匀强电场的等势面 匀强电场的等差等势线 匀强电场的等差等势面 03 正点电荷的等势面 做一做：请根据正点电荷电场线分布，画出等势面。 E  等高线 φ降低 04 负点电荷的等势面 孤立负点电荷等差等势面 B A C φ降低 05 等量电荷的等势面 等量异种电荷等差等势面 A o B C D φ降低 等量同种电荷等差等势面 φ降低 A B C o φ降低 D 06 不规则带电体的等势面 07 等势面的特点 2.电场线跟等势面垂直，且由高电势指向低电势。 1.在等势面上移动电荷时，静电力不做功。 3.两等势面一定不相交。 5.等差等势面密的地方场强大，等差等势面稀疏的地方场强小。 4.两个相邻等势面间的电势差是相等的，这样的等势面叫做等差等势面。 08 典例探究 【典例2】 (多选)如图所示为某电场等势面的分布情况，则下列说法正确的是 A.所有电荷在A、B两点的电势能均相等 B.A点的电场强度大于B点的电场强度 C.质子在A、B两点的电势能相等且为正值 D.若将电子从b等势面移动到e等势面，则 静电力做功－15 eV 08 典例探究 【答案】BC 【解析】A、B两点处于同一等势面，所以A、B两点的电势相等，根据Ep＝φq可知，放在A、B两点的电荷的带电荷量不一定相同，则电势能不一定相等，A错误；由等差等势面的疏密程度反映电场强度的大小可知，A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确；由于质子带正电，A、B两点电势相等且为正，由Ep＝φq可知，质子在A、B两点的电势能相等且为正值，故C正确；由静电力做功与电势能的关系可知，将电子从b等势面移动到e等势面，静电力做功W＝qUbc＝－e×(0－15) V＝15 eV，故D错误。 巩固提升 第三部分 01 小结 UAB=A－B 两点的电势之差，也叫电压。 电场中电势相等的点构成的面。 WAB=－Ep ＝EpA－EpB ＝qA－qB ＝qUAB 27 电势差 静电力做功 等势面 02 课堂练习 1.(2023·东莞市高二检测改编)对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是 A.电势差的定义为UAB＝ ，说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比， 与移动电荷的电荷量q成反比 B.A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点选取的不同而改变，且UAB＝－UBA C.将负电荷从A点移动到B点静电力做正功，则有UAB>0 D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于将单位电荷q从A点移动到B点时静电力 所做的功 28 02 课堂练习 【答案】B 【解析】电场中某两点间的电势差是由电场及两点的位置决定的，与移动电荷的电荷量、零电势点的选取以及静电力做功均无关，A、B两点间的电势差是恒定的，但有正负之分，UAB＝－UBA，A错误，B正确； 将负电荷从A点移动到B点静电力做正功，则A点电势较低，有UAB<0，C错误； 电场中A、B两点间的电势差UAB等于将单位正电荷q从A点移动到B点时静电力所做的功，D错误。 29 02 课堂练习 2.(2023·上海奉贤区致远高级中学高二期中)将电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷从A点移到B点，静电力做功为6×10－4 J。将同样的点电荷从B点移到C点，克服静电力做功3×10－4 J。则电场中A、B、C三点的电势大小关系为 A.φB>φC>φA B.φA>φC>φB C.φC>φA>φB D.φB>φA>φC 30 02 课堂练习 可知A点的电势比B点的电势低200 V，C点的电势比B点的电势低100 V，故有φB>φC>φA，故选A。 31 02 课堂练习 3. (多选)如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种点电荷，a、b、c表示电场中的3个等势面，d点和e点位于a等势面上，f点位于c等势面上，df平行于MN。以下说法正确的是 A.d点的电势高于f点的电势 B.d点的电势与e点的电势相等 C.若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点， 则静电力先做正功、后做负功 D.若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加 32 02 课堂练习 4.(2023·重庆市兼善中学高二月考)一带正电导体，其周围的等势面如图所示，每相邻两个等势面间的电势差相等，将一质子先后置于A、B两点，其电势能分别是EpA和EpB，所受静电力的大小分别是FA和FB，则 A.EpA<EpB　FA>FB B.EpA<EpB　FA<FB C.EpA>EpB　FA>FB D.EpA>EpB　FA<FB 33 02 课堂练习 【答案】AB 【解析】电场线从M指向N，而沿电场方向电势降低，所以d点的电势高于f点的电势，选项A正确；d点和e点在同一等势面上，所以两点电势相等，选项B正确； 若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点过程中，所受静电力方向与运动方向夹角为钝角，所以静电力一直做负功，选项C错误； 若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，因d点和e点在同一等势面，电势相等，所以静电力做功为零，电势能不变，选项D错误。 34 02 课堂练习 【答案】D 【解析】由于带电导体带正电，可知离带正电导体越近的等势面电势越高，则有φA>φB，根据Ep＝qφ，由于质子带正电，则有EpA>EpB，相邻等差等势面越密集的地方电场强度越大，则有EA<EB，根据F＝qE可得FA<FB，故选D。 35 10.2 电势差 感谢欣赏   【答案】A 【解析】根据静电力做功与电势差关系可得UAB＝＝ V＝－200 V＝φA－φB，UBC＝＝ V＝100 V＝φB－φC， $$