专题06 电势差 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版2024必修三 期中复习 专题02 电势差 思维导图 定义及定义式 (1)定义：电场中两点之间电势的差值叫作电势差，也叫电压。用U表示，单位与电势的单位相同。 (2)定义式：设电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则A、B两点之间的电势差为 1 考点01电势差 期中考试 知识剖析 3 理解 (1)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，任意两点间的电势 差有确定的值，与零电势点的选取无关。 (2)注意电势差的下标及下标顺序。如A、B间的电势差为,则B、A间的电势差为,且=。 (3)电势差等于两点间的电势之差，所以某点的电势可看成是该点与零电势点间的电势差，即φA=UA,=0。 (4)电势差是标量，但电势差有正、负，电势差的正、负表示电场中两点电势的高低，如=-6V,表示A点的电势比B点的电势低6V。 2 考点01电势差 期中考试 知识剖析 4 例题：关于电势、电势差下列说法中正确的是（　　） A．电场中某点的电势大小与零电势点的选取无关 B．Uab为正值，则a点的电势低于b点 C．电势是矢量，有大小还有方向 D．一正电荷由静止在匀强电场开始运动，则该电荷的运动方向是电势降低的方向（忽略重力） D 考点01电势差 期中考试 知识剖析 5 解：A．电场中某点的电势大小都是相对零电势点来说的，零电势点不同，某点的电势大小可能就不同，故A错误； B．根据电势差公式：Uab=φa-φb，Uab为正值，则a点的电势高于b点，故B错误； C．电势是标量，只有大小没有方向，故C错误； D．一正电荷由静止在匀强电场中开始运动，该正电荷运动的方向为电场线的方向，而沿着电场线方向电势降低，故D正确。 故选：D。 考点01电势差 期中考试 知识剖析 6 关系推导 点电荷q在电场中从A点移动到B点时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。 由此得 所以有。 1 考点02电势差与静电力做功的关系 期中考试 知识剖析 7 对公式及的理解 （1）中，、及q都有正、负之分。计算时，及q的正负可直接代入，结果为正说明φA>φB,为负说明φA<φB。 (2)由可以看出，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。若静电力对单位正电荷做正功，则为正值；若静电力对单位正电荷做负功，则为负值。 (3)公式适用于任何电场，式中各量均有正负，计算时要注意“W”与“U”的角标一定要对应，即。 1 考点02电势差与静电力做功的关系 期中考试 知识剖析 8 定义 电场中电势相同的各点构成的面叫等势面。 等势面的特点 (1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直。 (2)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永远不会相交。 (3)在匀强电场中，两个等差等势面间的距离相等；在非匀强电场中，场强大的地方，两等差等势面间的距离小，场强小的地方，两等差等势面间的距离大。 (4)在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。 1 2 考点03等势面 期中考试 知识剖析 9 等势面的应用 (1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低。 (2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况， (3)由于等势面和电场线垂直，若已知等势面的形状和分布，可以绘制电场线，从而确定电场大致的分布。 (4)由等差等势面的疏密，可定性判断场强大小。 3 考点03等势面 期中考试 知识剖析 10 例题：某小山坡的等高线如图，M表示山顶，A、B是同一等高线上两点，MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则（　　） A．小球沿MA运动的加速度比沿MB的大 B．小球分别运动到A、B点时速度大小不同 C．若把等高线看成某静电场的等势线，则A点电场强度比B点大 D．若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快 D 考点03等势面 期中考试 知识剖析 11 解：A.等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得：ma=mgsinθ，可得加速度a=gsinθ，（θ为坡面与水平面夹角）。MB对应的等高线较密集，坡面较陡，即θ较大，可得小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大，故A错误； B.A、B在同一等高线上，小球沿MA和MB下落的高度相同，根据机械能守恒易知运动到A、B点时速度大小相同，故B错误； C.根据等差等势线越密集，电场强度越大。因B处等势线较密集，故A点电场强度比B点小，故C错误； D.等势线越密集，电势降落越快，右侧等势线较密集，右侧电势比左侧降落得快，故D正确。 故选：D。 考点03等势面 期中考试 知识剖析 12 名称 等势面的描述 分布 孤立点电荷 以点电荷为球心的一簇球面，以正点电荷为例，越靠近点电荷，电势越高；越远离点电荷，电势越低。 等量异种点电荷 两簇对称的曲面(含中垂面): (1)两电荷连线上由正电荷到负电荷，电势逐渐降低，以中垂面为界，取无穷远处电势为零，正电荷一边的电场中每点电势都为正，负电荷一边的电场中每点电势都为负。 (2)中垂面无限大，与无穷远处等势，中垂面上电势处处相等，若取无穷远处电势为零，则中垂面上各点电势都为零。 考点04常见电场的电场线和等势面 期中考试 知识剖析 13 等量同种点电荷 两簇对称的曲面(以等量正点电荷为例): (1)在两点电荷连线上：中点电势最低，但不为零；关于中点对称的任意两点电势相等。(2)连线的中垂线上：由连线中点向两边到无穷远处电势逐渐降低，无穷远处电势为零；中垂线上关于连线中点对称的任意两点电势相等。 匀强电场 垂直于电场线的一簇平行平面。 不规则带电导体 垂直于电场线的一簇不规则曲面。 考点04常见电场的电场线和等势面 期中考试 知识剖析 14 例题：“用DIS描绘电场等势线”的实验，要把①复写纸、②导电纸、③白纸铺在木板上，铺好后按照自上而下的顺序排列，分别是 （　　） A．①②③ B．①③② C．②①③ D．②③① C 解：本实验要将等势线描绘在白纸上，所以铺在最下面。先要在导电纸找到等势点，并将这些点通过复写纸印在白纸上，所以自上而下的顺序排列为②导电纸、①复写纸、③白纸，故C正确，ABD错误； 故选：C。 考点04常见电场的电场线和等势面 期中考试 知识剖析 15 1．（2024太原期中）在某电场中，将一带电量为q＝+2.0×10﹣9C的点电荷从a点移到b点，电场力做功W＝﹣4.0×10﹣8J，则a、b两点间的电势差Uab为（　　） A．﹣400V B．﹣200V C．﹣20V D．20V C 解：根据电势差公式有：U。 考点01电势差的概念、单位和物理意义及用定义式计算 综合训练 16 2. （2024秋•兴庆区校级期中）带电荷量为q＝+5.0×10﹣8C的点电荷从A点移到B点时，克服静电力做功3.0×10﹣6。已知B点的电势为φB＝20V。求： （1）A、B间的电势差； （2）A点的电势。 考点02用电势差定义式求电势 综合训练 17 【答案】（1）A、B间的电势差为﹣60V。 （2）A点的电势为﹣40V。 【解答】解：（1）已知从A到B静电力做的功为，q＝+5.0×10﹣8 C 设A、B两点间的电势差为UAB 由UAB 代入数据得：UAB＝﹣60V （2）由UAB＝φA﹣φB 代入数据得：φA＝﹣40V 答：（1）A、B间的电势差为﹣60V； （2）A点的电势为﹣40V。 考点02用电势差定义式求电势 综合训练 18 3．2024秋•禄劝县校级期中）在电场中，A、B两点间的电势差为UAB＝150V，B、C两点间的电势差为UBC＝﹣160V，则A、B、C三点电势高低关系为（　　） A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA C 解：由题意，UAB＝φA﹣φB＝150V，则得：φA＞φB； UBC＝φB﹣φC＝﹣160V，则得：φB＜φC； 又UAC＝UAB+UBC＝（150﹣160）V＝﹣10V，则得：φA＜φC； 故有：φC＞φA＞φB。 故选：C。 考点03用电势差比较电势的高低 综合训练 19 4．（2024秋•西城区校级期中）把电量为1×10﹣8C的正电荷，从A移到B电场力做功为2×10﹣6J，从B移到C电场力做功为3×10﹣6J，C移到D电场力做功为﹣4×10﹣6J，把A、B、C、D电势从高到低排列起来，正确的是（　　） A．φA＞φB＞φC＞φD B．φA＞φD＞φB＞φC C．φC＞φB＞φD＞φA D．φD＞φA＞φB＞φC B 解：根据电场力做功和电势差的关系：W＝qU可知 又根据电势差与电势的关系UAB＝φA﹣φB＝200V同理可知 又因为UBC＝φB﹣φC＝300VUCD＝φC﹣φD＝﹣400V所以可得A、B、C、D电势从高到低排列关系φA＞φD＞φB＞φC故ACD错误，B正确。故选：B。 考点04电场力做功与电势差的关系 综合训练 20 5．（2024秋•高台县校级期中）关于电场中等势面的认识，下列说法中错误的是（　　） A．将电场中电势相等的各点连起来即构成等势面 B．在同一等势面上移动电荷电场力不做功 C．等势面一定跟电场线垂直 D．等势面有可能与电场线不垂直 D 解：A 在同一等势面上两点间移动电荷，各点电势相等，电势能不变，故电场力做功为零。故A正确，B也正确； C 等势面与电场线一定垂直，因若不垂直则在等势面上移动电荷时有电场力做功与实际情况不符。故C正确，D错误； 本题选择错误的，故选：D 考点05等势面及其与电场线的关系 综合训练 21 6．（2024秋•浦东新区校级期中）“用DIS描绘电场的等势线”的，实验装置示意图如图所示。 （1）本实验的方法是用在导电纸上形成的电流场类比模拟 　 　 的静电场来做实验的。实验操作时，需在平整的木板上从下往上依次铺放（填选项的字母） 　 　 ； （A）导电纸、复写纸、白纸 （B）白纸、导电纸、复写纸 （C）导电纸、白纸、复写纸 （D）白纸、复写纸、导电纸 （2）在电场中等势线的描绘实验中所用灵敏电流表的指针偏转的方向与电流的关系是：当电流从正接线柱流入电表时，指针偏向正接线住柱一侧。某同学用这个电表探测基准点2两侧的等势点时，把接电 等量异种 D 考点06用DIS描绘电场的电场线和等势线 综合训练 22 表正接线柱（红色）的E1触在基准点2上，把接负接线柱的E2接触在纸上某一点，如图所示，若发现电表的指针偏向正接线柱一侧，E2向 　 　 移动。 （3）在描绘等势线的实验中，若把实验中的圆柱形电极改为长方体电极，会不会影响电极附近的等势线的形状：　 　 （填“会”或“不会”）；若将电源电压提高为原来的2倍，则描绘得到的等势线形状与原来 　 　 （“相同”或“不同”）。 左 会 相同 考点06用DIS描绘电场的电场线和等势线 综合训练 23 解：（1）本实验是用DIS描绘电场的等势线，但事先是用恒定电流场来模拟静电场，由于两接线柱是正负极，所以模拟的是等量异种电荷的静电场；导电纸中有恒定电流，触头与此接触的，所以应放在最上层，那么按照能够留下印迹的常理，则第二、三层分别是复写纸和白纸，即从下往上依次为白纸、复写纸、导电纸，故D正确，ABC错误，故选D；（2）接电表正接线柱（红色）的E1触在基准点2上，把接负接线柱的E2接触在纸上某一点，若发现电表的指针偏向正接线柱一侧，则说明红E1触点处的电势低，E2触点处的电势高，根据等量异种电荷电场的特征，要使示数为零，则黑色探针应向左移动；（4）若把实验中的圆柱形电极改为长方体电极，则电场的性质发生变化，从而会影响电极附近等势经的形状；但因为等量异种电荷等势线的形状与两个点电荷的电荷量无关，若把电源电压提高到原来的2倍，则描绘得到的等势线形状与原来是相同的。 考点06用DIS描绘电场的电场线和等势线 综合训练 24 $