第10章 第2节 电势差（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版 江苏专用）

该高中物理课件聚焦“电势差”核心内容，涵盖定义、公式、正负含义及等势面知识，通过联系电势概念搭建学习支架，帮助学生理解电势差与零电势点无关等关键要点。 其亮点是采用“逐点清”结构，结合“多维度理解”“微点拨”深化物理观念，通过典例解析和分层练习培养科学思维，助力学生掌握计算与应用，教师可依此提升教学针对性和学生学习效率。

第2节　电势差(强基课逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 了解电势差的含义。 学考 层级 1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关。 2.掌握电势差的表达式，知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系。 3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点。 选考 层级 会用UAB=φA-φB及UAB=进行有关计算。 逐点清(一)　电势差 [多维度理解] 1.定义：在电场中两点之间电势的差值叫作电势差，也叫作电压。 2.公式 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UAB=φA-φB， B、A两点之间的电势差为UBA=φB-φA， 所以UAB=-UBA。 3.电势差的正负 电势差是标量，但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。 4.电势差与静电力做功的关系 (1)公式：UAB=或WAB=qUAB，其中WAB仅是静电力做的功。 (2)把电荷q的电性和电势差U的正负代入进行运算，功为正，说明静电力做正功，电荷的电势能减小；功为负，说明静电力做负功，电荷的电势能增大。 [微点拨] 对电势差的理解 (1)电势差可以是正值，也可以是负值，电势差的正负表示两点电势的高低；UAB=-UBA，与零电势点的选取无关。 (2)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差。 　　[典例]　(2025·高邮检测)有一个带电荷量q1=-3×10-6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，点电荷克服静电力做功6×10-4 J；从B点移到C点，静电力对点电荷做功9×10-4 J。 (1)AB、BC、CA间电势差各为多少? (2)若取B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少? (3)若取B点电势为零，则电荷q2=-6×10-6 C在A、C两点的电势能各为多少? 答题区(面答面评，拍照上传，现场纠错品优) [解析]　(1)点电荷由A点移到B点克服静电力做功，即静电力做负功，则WAB=-6×10-4 J 则有UAB== V=200 V 同理可得UBC== V=-300 V UCA=UCB+UBA=-UBC+(-UAB)=300 V-200 V=100 V。 (2)若φB=0，由UAB=φA-φB 可得φA=UAB=200 V 由UBC=φB-φC 可得φC=φB-UBC=0-(-300 V)=300 V。 (3)若φB=0，则电荷在A点的电势能EpA=q2φA=-6×10-6×200 J=-1.2×10-3 J 电荷在C点的电势能EpC=q2φC=-6×10-6×300 J=-1.8×10-3 J。 [答案]　(1)200 V　-300 V　100 V　(2)200 V　300 V　(3)-1.2×10-3 J　-1.8×10-3 J [全方位练明] 1.关于电势差和电势的理解，下列说法正确的是 (　　) A.电势与电势差均是相对量，均与零电势点的选取有关 B.UAB和UBA是不同的，它们存在关系UAB=-UBA C.电势都有正负，所以电势是矢量 D.若φB=0，则φA=UBA 解析：选B　电势差与零电势点的选取无关，A错误；UAB=-UBA，B正确；电势虽然有正、负之分，但电势是标量，C错误；由UAB=φA-φB知，若φB=0，则φA=UAB，D错误。 2.(2025·镇江阶段练习)在某静电场中，A、B两点间的电势差UAB=-1 V，B、C两点间的电势差UBC=2 V，则A、B、C三点的电势高低关系为 (　　) A.φB>φA>φC　　　　　 B.φB>φC>φA C.φA>φB>φC D.φA>φC>φB 解析：选A　A、B两点间的电势差UAB=φA-φB=-1 V，可得φA=φB-1 V，B、C两点间的电势差UBC=φB-φC=2 V，可得φC=φB-2 V，则A、B、C三点的电势高低关系为φB>φA>φC，故选A。 3.把带电荷量2×10-8 C的正点电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功8×10-6 J；若把该点电荷从无限远处移到电场中的B点，需克服电场力做功2×10-6 J。取无限远处电势为零。求： (1)A点的电势； (2)A、B两点的电势差； (3)若把2×10-5 C的负点电荷由A点移动到B点，电场力做的功。 解析：(1)点电荷在无限远处电势能为零，克服电场力做功，电势能增加，所以 点电荷在A点的电势能EpA=8×10-6 J A点的电势φA===400 V 同理B点的电势φB= V=100 V。 (2)A、B两点的电势差UAB=φA-φB=300 V。 (3)电场力做的功WAB=q'UAB=-2×10-5×300 J=-6×10-3 J。 答案：(1)400 V　(2)300 V　(3)-6×10-3 J 逐点清(二)　等势面 [多维度理解] 1.定义：在电场中电势相同的各点构成的面。 2.等势面与电场线的关系 (1)电场线跟等势面垂直。 (2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。 3.几种常见电场的等势面(如图虚线所示) (1)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面。 (2)等量异种点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，两点电荷连线的中垂线是一条等势线。 (3)等量同种点电荷的等势面。 ①等量正点电荷连线的中点电势最低，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低。 ②等量负点电荷连线的中点电势最高，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高。 (4)匀强电场的等差等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面。 [微点拨] (1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功。 (2)空间两等势面不相交。 (3)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。 　　[典例]　(2025·云南高考)某介电电泳实验使用非匀强电场，该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为-2 V、-1 V、1 V、2 V的等势线上，则 (　　) A.a、b、c、d中a点电场强度最小 B.a、b、c、d中d点电场强度最大 C.一个电子从b点移动到c点电场力做功为2 eV D.一个电子从a点移动到d点电势能增加了4 eV [解析]　根据等势面越密集电场强度越大，可知a、b、c、d中a点电场强度最大，故A、B错误；一个电子从b点移动到c点电场力做功为Wbc=-eUbc=2 eV，故C正确；一个电子从a点移动到d点电场力做功为Wad=-eUbc=4 eV，电场力做正功则电势能减小，可知一个电子从a点移动到d点电势能减小了4 eV，故D错误。 [答案]　C [全方位练明] 1.如图所示，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面。A、B是同一等势面上的两点，C为另一等势面上的一点，下列判断正确的是 (　　) A.A点电场强度与B点电场强度相同 B.C点电势高于B点电势 C.将电子从A点沿虚线移到B点，静电力不做功 D.将质子从A点移到C点，其电势能增加 解析：选C　A、B两点电场强度大小相等、方向不同，A错误；A、B两点电势相等，均高于C点电势，B错误；A、B在同一等势面上，将电子从A点沿虚线移到B点，静电力不做功，C正确；由于φA>φC，质子带正电，故将质子从A点移到C点，其电势能减少，D错误。 2.如图，以下说法正确的是 (　　) A.B点的电势比较高，则负电荷在B点的电势能比较大 B.负电荷由B点移动到A点时，静电力做正功 C.A、B两点的电势差UAB是正的 D.电场中两个电势不同的等势面不能相交 解析：选D　负电荷在电势越高的地方电势能越小，A错误；负电荷由电势高的地方移动到电势低的地方，静电力做负功，B错误；UAB=φA-φB，而φA<φB，故UAB是负的，C错误；电场中某一点的电势是确定的，所以电势不同的等势面不能相交，D正确。 3.(2025·海安阶段练习)如图所示，三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为-10 V、0 V、10 V，实线是一带电粒子(只受电场力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c为轨迹上三点。下列说法正确的是 (　　) A.粒子一定带负电 B.粒子在三点所受的电场力Fb>Fa>Fc C.粒子动能先增大后减小 D.粒子在三点的电势能Epb<Epa<Epc 解析：选A　根据电场线与等势面垂直，且指向电势较低的等势面，可知该电场的方向是向上的。带电粒子轨迹向下弯曲，粒子受到的电场力向下，所以粒子一定带负电，故A正确；由于等势面是平行等间距的，故该电场为匀强电场，故粒子受到的电场力处处相同，故B错误；由轨迹和粒子所受电场力的方向关系可知，电场力先做负功后做正功，所以粒子动能先减小后增大，故C错误；根据Ep=qφ，可知带负电的粒子在b点的电势能最大，在c点的电势能最小，即Epb>Epa>Epc，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $