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

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