10.2 电势差 预学案-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

科目： 物理 课题： 编写人： 年级： 高一 出题时间： 审核人： 姓名：______________ 班级：______________ 10.2电势差 【学习目标】 1. 知道电势差的概念及电势差的正负表示含义 2. 推导静电力做功跟电势差的关系式 3. 理解等势面的概念 【学习重难点】 重点 · 会用公式计算静电力所做的功 难点 · 利用等势面及电场线解决实际问题 【预习新知】 （一）电势差 1. 定义：电场中两点之间电势的差值也叫做电压。 2. 公式： 电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则UAB=______，UBA=______，UAB=－UBA。 3. 电势差是______，有正负，电势差的正负表示电势的______。UAB>0，表示A点电势比B点电势______。 4. 单位：在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为______，符号是V。 5. 特点： 电势差是一个绝对量，若选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值会改变，但电场中某两点之间电势的差值不会变化。 （二）电势差与电场力做功 1. 由UAB=可以看出，UAB在数值上等于单位正电荷由A点移动到B点时静电力所做的功。 2. UAB=中，UAB、WAB及q都有正负之分，计算UAB时，WAB和q的正负可直接代入。 3. 不能认为UAB与WAB成正比，与q成反比，只是可以利用WAB和q来计算AB两点的电势差UAB。 4. 公式WAB=qUAB适用于任何电场，UAB为电场中AB两点间的电势差，WAB是静电力所做的功，式中各量均有正负，计算相关量时，W与U的角标一定要对应，即，WAB=qUAB，WBA=qUBA。 （三）等势面 1. 等势面：在电场中，___________相同的各点构成的面。 2. 电场线、电场强度、电势与等势面的关系： （1）电场线与场强的关系：电场线越密的地方，表示场强越___________，电场线上每点的切线方向表示该点的__________方向； （2）电场线与电势关系：沿电场线方向，电势越来越___________； （3）电场线与等势面关系：电场线与通过该处的等势面___________； （4）场强大小与电势高低___________关系； （5）场强与等势面的关系：场强与通过该处的等势面___________，且由高电势指向低电势，等势面密集的地方场强___________。 3. 应用： （1）在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功，电荷的电势能不变。 （2）电场线跟等势面垂直，并由电势高的等势面指向电势低的等势面，由此可以绘制电场线，从而可以确定电场的大致布。 （3）等差等势面密的地方，电场强度较强。等差等势面疏的地方，电场强度较弱。由等差等势面的疏密，可以定性分析电场强度的大小。 （4）任意两个等式面都不重合，也不相交。 （四）几种常见电场的等势面 1. 如图，在等边三角形abc中心O处有一带正电的点电荷，d为ac边的中点，则在该点电荷产生的电场中（　　） A．a、b、c点的电场强度相同 B．a、c、d点的电势差满足Uad=Udc C．电子在a点时的电势能大于在d点的电势能 D．电子在a点时的电势能小于在d点的电势能 2. 一正电荷从无穷远处移至电场中M点电场力做功为－6.0×10－9 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为－7.0×10－9 J，下列关于M、N两点的电势φM、φN的关系中正确的是（　　） A．φM<φN<0 B．φN>φM>0 C．φN<φM<0 D．φM>φN>0 3. 某电场等势面的分布情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A．A、B两点的电场强度大小相同，方向不同 B．同一电荷在Q点的电势能比在P点大 C．同一电荷沿折线BQA移动与沿折线BPA移动，静电力做功相等 D．把电子从等势面e移动到等势面c，静电力做功为10eV 4. 如图所示a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为10V，b点的电势为16V，d点的电势为6V。由此可知c点的电势为（　　） A．4V B．8V C．12V D．24V 5. 在x轴上的A、B两点分别固定两个点电荷，如图是x轴上各点电场强度E随位置x变化的关系图像，图中图线关于O点中心对称，x轴上C、D两点关于O点对称。规定x轴正方向为电场强度正方向，下列说法正确的是（　　） A．A、B两点固定的是等量异种电荷 B．从A点到B点，电势逐渐降低 C．电势差UCO=UOD D．一正电荷从C点自由释放，仅在电场力作用下运动到D点过程中其动能先增大后减小 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$