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

该高中物理课件聚焦“电势差”核心内容，涵盖概念、公式、静电力做功关系及等势面特点。通过“高压线上小鸟无恙”的生活实例导入，结合重力场与电场类比构建学习支架，衔接旧知与新知。 其亮点在于采用类比法和问题驱动探究，体现科学思维（模型建构、科学推理）与科学探究（证据、解释）。如通过高度差类比电势差，引导推导公式，结合例题及等势面探究培养应用能力。助力学生理解抽象概念，为教师提供结构化资源，提升教学效率。

第十章 静电场中的能量 10.2 电势差 在高压电线杆上通常可以看到“高压危险”的警示牌，媒体上也经常播送一些由于高压造成的伤亡事件，人体所能承受的最大安全电压只有36V，可户外的高压线电压高达几万甚至几十万伏，奇怪的是，落在高压线上的小鸟却安然无恙，你知道是为什么吗？ 因为小鸟两脚间的电势差很小 新课导入 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. 4.会用UAB＝φA－φB及UAB＝进行有关计算. 学习目标 如果我们要从6楼走到8楼，影响我们做功多少的因素是这两层楼的高度差而不是楼的高度。 1、类比思考以下问题？ 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？ 新知探究 2、类比法分析 重力场 电场 重力做功 电场力做功 重力势能 电势能 WG= EP1-EP2 WAB= EPA-EPB 某点的高度 某点的电势 重力 电场力 两点间高度差 两点间的电势差 新知探究 1、定义：电场中两点间电势的差值叫电势差，也叫电压。 设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB 则有 或者表示成 得到 2、单位：伏特 V 3、电势差是标量，但有正负。正、负表示两点电势的高低。 UAB>0表示A点电势比B点高,UAB<0表示A点电势比B点低 一、电势差 UAB＝φA－φB UBA＝φB－φA UAB＝-UBA A B F E A B UAB 新知探究 4、静电力做功与电势差的关系 电荷q从电场中A点移到B点。 即 或 (适用于匀强电场和非匀强电场) (定义式) 怎样去理解电势差的定义式呢？ A B F E A B UAB 新知探究 5、电势差的物理意义 （1）研究电势差时，必须指明哪两点的电势差。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： UAC＝UAB+UBC 新知探究 【规律总结】静电力做功的四种求法 （1）功的定义法：W＝ Flcosθ 或W＝ qEscosθ 求解匀强电场中静电力做的功。 （2）电势差法：WAB＝qUAB （3）电势能变化法： WAB＝EPA －EPB （4）动能定理：W电+W其他力= ΔEK 注意：方法（2）（3）（4）适用于任何电场 新知探究 在匀强电场中把2.0 ×10-9C的正电荷从 A点移到B点,静电力做功1.6 ×10-7J。再把这个电荷从 B点移到 C点,静电力做功-4.0 ×10-7J。 （1）A、B、C三点中，哪点电势最高？哪点最低？ （2）A、B间， B、C间， A、C间的电势差各是多少？ （3）把-1.5 × 10-9C的电荷从A点移到C点，电场力做多少功？ （4）根据以上所得结果，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。 课本P32例题 新知探究 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。  A  B E WAB=WAB′ 寻找电势相等的点 新知探究 11 WAB′=WAB+ WBB′ WBB′ ≠0 ∴WAB′ ≠WAB 设想不正确 方案一：  A  B E B’ 新知探究 12 WAB′=WAB+ WBB′ WBB′ =0 ∴WAB′ =WAB 正确 方案二： 如果我们把电势相同的各点连接起来会是什么样呢？  A  B E B’ 新知探究 13  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=0V 在电场中，电势相同的各点构成的面叫作等势面。 新知探究 14 在地图中常用等高线表示地势高低 在电场中常用等势面来表示电势高低 二、等势面 新知探究 1、定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 2、等势面的理解： （1）等势面与电场线一样，都是用来形象地描述电场的、虚构的图形。 （2）在等势面上移动电荷，静电力不做功。 （3）电场线与等势面总是垂直。 （4）任意两个等势面不相交。 （5）等差等势面的疏密也可以描述电场的强弱。 新知探究 观察正点电荷、等量异号点电荷、等量同号（正）点电荷和匀强电场的等势面，简述它们的特点，并总结等势面的特点。 (1)正点电荷的等势面： 等势面是以点电荷为球心的一簇球面 (2)等量异号点电荷的等势面： 等量异号点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一等势线 3.常见等势面的分布图 新知探究 (3)等量同号（正）点电荷的等势面： 等量正点电荷连线的中点电势最低，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；连线上和中垂线上关于中点的对称点等势 观察正点电荷、等量异号点电荷、等量同号（正）点电荷和匀强电场的等势面。简述它们的特点，并总结等势面的特点。 ● 新知探究 (4)匀强电场的等势面： 等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面 新知探究 4.等势面的特点： （1）等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功； （2）电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交； （3）等差等势面越密的地方电场强度越大 新知探究 20 1.（多选）关于等势面，正确的说法是（   　） A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．两等势面不能相交 CD 随堂练习 2.如图，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、 b和c， a＞ b ＞ c。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 随堂练习 3.如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P和Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP和φQ。一带正电的粒子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等。则（　　） A．若带正电的粒子由M点运动到Q点，电场力做正功 B．若带正电的粒子由P点运动到Q点，电场力做负功 C．直线c位于某一等势面内，φM<φN D．直线a位于某一等势面内，φM>φN C 随堂练习 4.（多选）等间距虚线a、b、c、d表示匀强电场中的四个等势面。两带电粒子M、N沿着a、d等势面射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。已知M带正电，不计粒子重力，则（　　） A．N带负电 B．等势面a的电势低于等势面b的电势 C．运动过程中，带电粒子M的电势能逐渐减小 D．运动过程中，带电粒子N的动能逐渐减小 AC 随堂练习 电势 等势面 1.等势面与电场线相垂直 2.电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面 3.两个不同的等势面永不相交 电场中电势相等的点构成的面 电场中两点间电势的差值 电势差 课堂小结 $