10.2电势差 导学案-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理导学案围绕“电势差”展开，核心知识点包括电势差的概念、表达式、与静电力做功的关系及等势面的特点。课堂导入通过等高线与海拔的类比，结合复习巩固电势概念作为学习支架，帮助学生理解电势差与零电势点选择无关的特性。 资料特色在于运用类比建模（等高线类比等势面）培养科学思维，通过导学问题与例题结合促进科学探究，分层习题设计巩固物理观念，助力学生构建电场知识体系，提升分析和解决电场相关问题的能力。

10.2 电势差 [学习目标]　 1.知道电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关。 2.掌握两点之间电势差的表达式，知道两点之间电势差正负的意义。 3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点之间电势差的关系，会应用进行相关计算。 4.知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。 5.知道常见电场的等差等势面分布情况。 【复习巩固】 1．电势 （1）定义：电荷在电场中某一点的________与它的电荷量的比值。 （2）定义式：。 （3）性质：电势是________量，有正负之分，其正（负）表示该点电势比零电势高（低）。 （4）相对性：电势具有________，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。 一、电势差 【导学】 2．如图是等高线的图示，所标数值是地面某个点高出海平面的垂直距离，也就是海拔，也称为绝对高度，而地面上某一点高出另一点的垂直距离称为相对高度。选择不同的测量起点时，不同地方的高度和两个地方的高度差会有怎样的变化？同样地，在电场中选择不同的零电势点时，不同位置的电势和两个位置的电势差又会有怎样的变化？ 【知识整理】 电势差 3．定义：电场中两点之间________的差值叫作电势差，也叫作________。UAB＝________，UBA＝________，UAB＝－UBA。 4．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________。 5．（1）静电力做功与电势差的关系 ①________；②__________；③__________ （2）说明：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。 ②UAB＝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。 【例题】 6．关于电势差和电势、的理解，下列说法正确的是（　　） A． B．、都有正负，可见电势是矢量 C．和是相同的，它们有关系 D．零电势点的选取是任意的，但人们通常取大地或无限远处为零电势点 7．如图所示，某电场中A点的电势为2 V，B点的电势为，则A、B间的电势差 UAB 为（　　） A．1 V B．2 V C．3 V D．4 V 8．在电场中把电荷量为2.0×10-9 C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5×10-7 J，则A、B两点电势差为（　　） A．0.03 V B．30 V C．75 V D．7.5 V 9．如图所示的匀强电场，电场强度，一电荷量的点电荷从电场中的点移动到点，电场力对电荷所做的功。求： (1)点电荷所受电场力的大小； (2)、之间的距离； (3)、之间的电势差。 二、等势面 【导学】在地图中，我们常用等高线来表示地势的高低，在同一条等高线上，所有点的海拔高度相同。在电场中，电势的高低可以怎样来表示呢？ 10．仔细观察图片，回答下列问题。 （1）如图甲，地图中经常用等高线表示地势的高低。与此相似，在电场中，也可以用等势面表示电势的高低。请用虚线表示等势面，在图乙中匀强电场部分，画出相邻等势面的电势差相等的等势面。 （2）通过前面分析我们可以知道等势面与电场线方向有什么关系。 【知识整理】 11．等势面 （1）定义：电场中________________的各点构成的曲面。 （2）等势面的特点 ①同一等势面上任何两点之间的电势差为________，即在同一等势面上任何两点之间移动电荷时，电场力________________。 ②等势面与电场线一定是处处________，即跟电场强度的方向________。 ③不同的等势面不能相交，因为电场中同一点的电势数值不可能有两个。 ④电场线总是由________________的等势面指向________________的等势面。 （3）四种常见的典型电场的等势面对比 电场 等势面（实线） 特征描述 匀强电场 垂直于电场线的一簇等间距平面 点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点电荷的电场 连线的中垂面上的电势为零 等量正点电荷的电场 连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高。关于中点对称的两点，电势相等 说明： （1）以上图中两个相邻的等势面之间的电势差是相等的，这样的等势面称为等差等势面。 （2）由图可知，在电场线密集的地方，等差等势面密集，电场强度大；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏，电场强度小。 【例题】 12．如图所示，是某电场的等势面分布示意图（等势面为平行平面），已知，则该电场的电场线方向为（     ） A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下 13．某电场如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势面，电场中、两点的电场强度大小分别为和，电势分别为和，下列判断正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 【随堂练习】 14．如图所示，A、B、C为一正点电荷电场中的三个点，A、B在同一等势面上，B、C在同一电场线上，则带正电的试探电荷在（     ） A．A点受到的电场力比B点的小 B．A点受到的电场力比B点的大 C．B点的电势能比C点的小 D．B点的电势能比C点的大 15．一带正电粒子沿直线穿越如图等势面，则下列说法正确的是（     ） A．粒子电势能先增大后减小 B．粒子电势能先减小后增大 C．粒子所受电场力先做负功后做正功 D．粒子所受电场力不变 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1． 电势能 标 相对性 2．选择不同的测量起点时，不同地方的高度往往不同，但两个地方的高度差不会因测量起点的不同而变化。与此类似，在电场中零电势点的选取不同，某点的电势会不同，零电势点变化时，两点间的电势差不会改变，电势差没有相对性，与零电势点位置选取无关。 3． 电势 电压 φA－φB φB－φA 4． 标量 高低 高 5． EpA－EpB q（φA－φB） 6．D 【详解】A．根据电势差的定义，故A错误； B．电势的正负表示相对零电势点的高低，电势是标量（只有大小，无方向），故B错误； C．根据电势差的定义 有 可知，故C错误； D．零电势点的选取具有任意性，实际中通常取大地或无限远处为零电势点，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】根据电势差的定义可知A、B间的电势差 故选C。 8．C 【详解】根据电势差的定义公式 代入数据解得 故选C。 9．(1) (2) (3) 【详解】（1）点电荷所受电场力的大小 （2）从点移动到点，电场力对电荷所做的功 解得A、B沿电场方向的距离 （3）从点移动到点，电场力对电荷所做的功 解得、之间的电势差 10．（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）图乙中匀强电场部分，相邻等势面的电势差相等的等势面如图虚线 （2）通过前面分析我们可以知道等势面与电场线垂直，电场线从高等势面指向低等势面，沿着电场线方向电势逐渐降低。 11． 电势相同 零 不做功 垂直 垂直 电势高 电势低 12．B 【详解】等势面为平行平面时，电场线一定与等势面垂直，且电场方向总是由高电势指向低电势。图中等势面1、2、3从右向左排列，且，所以电势从右向左逐渐降低，电场方向水平向左。 故选B。 13．A 【详解】等差等势面越密集的地方电场强度越大，点的等差等势面比点的更密集，因此 另沿着电场线的方向电势降低，因此有 故选A。 14．D 【详解】AB．源电荷为正电荷，A、B在同一等势面上，可知A、B距源电荷的距离相等。根据库仑定律可知试探电荷受电场力大小为 可得带正电的试探电荷在A点受到的电场力与在B点受到的电场力大小相等，故AB错误； CD．源电荷为正电荷，可知BC连线上的电场线水平向右，沿电场线方向电势降低，可得B点的电势比C点的高，根据可得带正电的试探电荷在B点的电势能比C点的大，故C错误，D正确。 故选D。 15．B 【详解】AB．由图可知，等势面越靠近中心电势越低，粒子沿直线从右侧外部向左侧运动，过程中电势先减小，后增大，粒子带正电，因此电势能先减小后增大，故A错误，B正确； C．电势能先减小后增大，说明电场力先做正功后做负功，故C错误； D．等差等势面的疏密反映电场强度大小，越靠近中心等势面越密，电场强度越大，可知粒子所受电场力是变化的，D错误。 故选B 。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $