1.5 电势 电势差 课件 -2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦静电场中的电势、电势差及等势面，通过检验电荷移动问题及表格填写导入，引导学生推导电势能与电荷量比值，结合教材阅读与讨论交流，类比电场强度建立过程，搭建从电场力做功到电势概念的学习支架。 其亮点在于以类比（如重力势）和对比（电场强度与电势）构建知识网络，通过易错辨析与情境例题培养科学思维和物理观念，如用等势面疏密分析场强体现模型建构。学生能深化概念理解，教师可借助结构化内容提升教学效率。

第5节 电势 电势差 第一章 静电场 检验电荷的电荷量q q0 2q0 3q0 …… nq0 电荷从A点移到C点，电场力所做的功W W0 电荷在A点具有的电势能EpA 电荷在A点具有的电势能与电荷量的比 在如图所示的电场中，规定 C 点为电势能零点，把检验电荷q0从 A 点移到 C 点，电场力所做的功为W0 。根据电场力做功与电势能变化的关系， 写出电荷在A点时具有的电势能。如果把电荷量2q0、3q0、 …、nq0的检验电荷从A点移到C点，请填写下表中的相关量。 E A C 阅读教材P27-28：讨论交流 结论：电荷在电场中某一点的电势能与它的电量的比值，跟试探电荷的有无、正负和电量的大小都无关，只与场中位置有关，它反映了静电场各点“能的性质”。 怎样描述静电场的能的性质呢？ 类比电场强度概念建立的过程，谈谈你的想法。 1、定义： 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫做电场在这一点的电势，用φ表示。 2、定义式： (计算时EP和q要代入正负号) 3、物理意义：反映电场能的性质，由电场本身的性质决定的，与是否引入电荷，以及引入电荷的电性和电量无关。 4、单位：伏特，符号为V 1 V = 1 J/C 三、电势 5、电势是标量(有正负)，正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。 （1）电势是电场本身的属性，与试探电荷无关。 （2）电势是相对的，是相对于零势面而言的，一般选大地或无穷远为零势面。 （3）沿着电场线方向电势降低，且降低最快。 （4）孤立正点电荷电场中各点电势均为正；孤立负点电荷电场中各点电势均为负(取无穷远处为零电势点)。 6．对电势的理解： 正电荷在电势高处电势能大， 负电荷在电势高处电势能小。 请在高中物理的框架内，利用“类比”思想定义出一个与“电势”完美对应的“重力势”概念。（教材P28小卡片） 它只由重力加速度 g 和高度 h 决定，与物体质量 m 无关。 高度 h 越高，重力势 Φg​ = gh 越大。 公式 性质 意义 图解 电场强度E E=F/q 矢量 描述电场的力的性质 电势φ φ=Ep/q 标量 描述电场的能的性质 电场强度与电势的比较 思考：场强度大的的地方电势是否一定高？反之又如何？ A B C D 结论: E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小) EA>EB ,φA>φB EC>ED ,φC<φD (1)电场强度为零的位置电势也为零。(　　) (2)电场强度大的位置电势不一定高。(　　) (3)电势降低的方向就是电场线的方向。(　　) (4)某电场中，A点的电势φA＝－3 V，B点的电势φB＝－4 V，则φA<φB。(　　) × × √ × 易错辨析 　 (2024·巴中市高一期末)如图为一静电除尘装置内部某一区域内的电场线分布。a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc，下列判断正确的是 A.Ea>Eb　φa>φb B.Ea<Eb　φa<φb C.Eb=Ec　φb=φc D.Eb>Ec　φb<φc D 53P16 离带正电的场源电荷越近的点，电势越高； 离带负电的场源电荷越近的点，电势越低。 连线上电势分布 连线上电势分布 （多选）如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点，以下正确的是（　　） A．粒子在N点的加速度小于在M点的加速度 B．该带电粒子带正电 C．M点的电势低于在N点的电势 D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 BD A 真空中，两个异种点电荷周围的电场线分布如图所示，虚线是以正点电荷为圆心的圆，P、Q、M、N是电场中的四个点，M和P是电场线与虚线圆的交点。下列判断正确的是（   ） A．P、Q、M、N四点的电势大小关系为 B．M和P两点的电场强度大小关系为 C．取无限远处电势为零，将某一电子分别放在N、Q两点，电子电势能的关系为 D．正点电荷的电荷量小于负点电荷的电荷量 15 电势和电势能的区别和联系 电势φ 电势能Ep 物理意义 反映电场的能的性质的物理量 电荷在电场中某点所具有的电势能 相关因素 电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷q无关 电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的 大小 电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值 正点电荷(＋q)电势能的正负跟电势的正负相同；负点电荷(－q)电势能的正负跟电势的正负相反 如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点，其位置关于点O对称。圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆，c点为半圆与y轴的交点，a、b为一平行于x轴的直线与半圆的交点，下列说法错误的是（　） A．a、b两点的场强不相同 B．a、b两点的电势相同 C．将一个负点电荷沿着圆弧从a移到c点再沿y轴正方向移动，电势能先增大后不变 D．半圆上任一点，两电荷的电场强度大小分别是E1、E2，则 为一定值 C A B C D 0V 1V 2V 3V 0V 1V 2V -1V 因此，电势的差值往往比电势更重要。 电势是一个相对量，是相对于零电势点而言的！脱离了零电势，某点电势就毫无意义！！同理，在电场中，各点电势也会随电势零点的改变而改变，但两点间的电势的差值却保持不变。 类比高度 （1）定义：我们规定电场中A、B两点间的电势之差φA- φB为A、B两点间的电势差UAB （2）定义式： UAB=φA- φB 电场中A、B两点间的电势差UAB,在数值上等于把单位正电荷由A点移动到B点时,电场力所做的功WAB。 （3）单位: 伏特(V) 1v=1J/c （4）是标量：正负代表一点比另一点电势高或低。 （5）决定因素：WAB跟路径无关,UAB也是跟路径无关；且跟 WAB 和q都无关，只是由电场本身和两点位置有关。 四、电势差： （6）电场力做功：由：UAB =φA-φB 电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q,叫做A,B两点间的电势差。两点间的电势差也叫这两点间的电压。电场力做功：WAB= qUAB，WBA= qUBA 注意：电场中某点间的电势φ,在数值上等于把单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时,电场力所做的功。 EP=qφ 判断正误。 （1）电势差有正负，是矢量。(    ) （2）电场中两点间的电势差是恒定的，与零电势点的选取无关。(    ) （3）若 ，说明从A到B电势降低。(    ) （4）将电荷由A点移到B点，静电力做正功，则电势差为正值。(    ) （5）把1C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1J，则这两点间的电势差为1V。(    ) （6）若电荷由A点移到B点过程中，有静电力以外的力做功，不影响电势的变化。(    ) （7）由 可知，UAB与WAB成正比，与q成反比。(    ) 在如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？ UAB=2V UBA -2V 将一个电荷量为q（q>0）的试探电荷由电场中的a点运动到b点，静电力做功为W，令b点电势为零，则（　　） A．a点的电势一定低于b点的电势 B．a点的场强一定大于b点的场强 C．电荷在a点的电势能为W D．a点的电势为 C 1、定义:电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面。 2、规定:为了使等势面能够反映电场的强弱，通常使相邻等势面之间的电势差相等(这样的等势面叫做等差等势面)。 五、等势面： 3、性质：（1）.沿着等势面移动电荷时，电场力所作的功为零。 （2）.在任何静电场中电场线与等势面是互相垂直的。 （3）.等差等势面越密(即间距越小)的区域，场强越大。 24 电场线密的地方等势线也密，电场线稀疏的地方等势线也稀疏。 不规则带电体 1、点电荷的等势面，是以电荷为球心的一簇球面。 2、一对等量异号点电荷的等势面，是两簇对称曲面。 + 等势面 3、一对等量同号点电荷的等势面，是两簇对称曲面。 4、两平行带电平板的等势面， 是垂直于电场线的一簇平面。 + + + + + + + + + + + + 等势面的特点 1.电场线从高等势面指向低等势面； 2.电场线与等势面垂直； 3、沿等势面上移动电荷，静电力不做功 4、不同等势面在空间不相交、不相切，闭合 5、沿电场方向电势降低最快 6、 等差等势面的疏密反映场强的强弱； 如图所示，虚线a、b和c是某点电荷电场中的三个等势面，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知： A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中，电势能增加 D、粒子从L到M的过程中，动能减少 AC 如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则： D 某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法错误的是（　　） A．粒子带负电荷 B．M点的电场强度比N点的小 C．粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 A 雷针附近的电场分布如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，等势面和电场线关于避雷针所在的竖直线对称分布，曲线为某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C为轨迹上的三个点，A、B是关于避雷针所在的竖直线对称的两点，C点在竖直线上，则（　　） A．A、B两点的电场强度相同 B．此时避雷针的尖端聚集大量正电荷 C．粒子在A点具有的电势能比在C点的电势能大 D．粒子在A点具有的动能比在C点的动能大 D 课堂小结 1、静电力做功的特点 2、电势能 3、电势 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。 沿着电场线的方向，电势逐渐降低 � $