第10章 10.2 电势差（PPT课件）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第三册关键能力提升同步课件（人教版）

该高中物理课件聚焦“静电场中的能量”核心内容，系统梳理电势差的定义、公式、与电场强度关系及等势面知识，通过楼高测量类比电势差等问题导入，搭建从高度差到电势差的认知支架，衔接电场强度、电势能等前期概念。 其亮点在于以探究活动为载体，通过类比建模（如等高线类比等势面）和科学推理（推导电场力做功与电势差关系）培养科学思维，结合典例解析与对标训练强化应用，含思维导图辅助关键能力建构。助力学生提升概念理解与问题解决能力，为教师提供结构化教学资源，明确重难点突破路径。

2 电势差 定标-关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 电势差、等势面 能提取信息并加工，利用电场力做功与电势差的关系解决问题，具备信息获取能力； 能根据等势面推理判断出电场线的分布，具备推理论证能力。能掌握常见电场等势面的分布情况，具备理解能力； 能通过类比高度差、等高线理解电势差和等势面，具备类比归纳能力。能区分状态量与过程量的差别，具备思辨能力 理解电势差仅由电场决定，与放入电场的电荷无关，会根据电场分布判断带电粒子在电场中的运动情况，具备批判和综合思维能力； 能准确表达自己对电势差和等势面的理解，具备语言组织和表达能力。 通过类比高度差理解电势差，体会电场力做功与电势差的关系，建立物理观念进一步认识电场能的性质； 会论证等势面一定垂直于电场线，体会反证法在推理过程中的应用，提升科学思维素养； 通过类比电势差与高度差、等势面与等高线的概念理解电势差与等势面的定义，通过比较电势与电势差的关系体会“状态与过程”的差别，学会抓住问题的实质； 树立具体问题具体分析的科学态度，体会比值定义的建立方法，类比等科学方法在物理学研究过程中的重要意义。 重点及难点 电场力做功的具体应用；静电力做功正负号的理解和应用 题型及难度 选择题为主， 难度中等 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 2 本课时主要内容 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 3 知识导航-电势差 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 4 知识导航-等势面 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 5 【问题导入】 测量这栋楼的高度，从从地面开始测量。即0m点在地面，其它如图所示。由此可以看出整栋楼高就是50m。 如果我选择地下为0m，根据刚才的假设，如图所以。同样可以看到楼的高度还是50m没有变化。即0m点的选择不影响楼的高度，即高度差。电场中电视的差值又有怎样的特点呢？ 探究1　电势差 【思考与讨论】 （1）选择不同的位置作为零电势，电场中某点电势的数值会变吗？ （2）类比于高度差，选择不同的位置作为零电势时，电场中某两点的电势差会变吗？ 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 6 【典例1】 关于电势差UAB和电势φA、φB的理解,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是相同的,它们的关系为UAB=UBA C. φA、φB都有正、负,所以电势是矢量 D. 若φB=0,则φA=UAB 【必备知识】电势差概念的理解. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　电势差 7 【关键能力】 【答案】D　 【解题思路】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　电势差 8 【探究总结】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　电势差 1. 在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差也有确定值. 2. 对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差,而且先后顺序不能乱.如A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA,而UAB=-UBA. 3. 电势差为标量,所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加. 9 【对标训练1】 在电场中A 、B 两点间的电势差UAB=75 V ,B 、C 两点间的电势差UBC=-100 V,则A 、B 、C 三点电势高低关系为 (　　) A. φA>φB>φC B. φC>φA>φB C. φC>φB>φA D. φA<φC<φB 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　电势差 10 【答案】B 【解题思路】 【易错提醒】电势差的影响因素为电场分布及两点位置,与参考点选取无关. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　电势差 11 【问题导入】 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。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？ 探究2　电场力做功与电势差的关系 【思考与讨论】 1.电势差与电场力做功有什么关系？ 2.静电力做功与重力做功有何异同？ 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 12 【典例2】关于UAB=和WAB=qUAB的理解,正确的是 (　　) A. 电场中A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比 B. UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系 C. 在电场中A、B两点间沿不同路径移动相同电荷,路径长时WAB较大 D. WAB与q、UAB及电荷移动的路径无关 【必备知识】 静电力做功与电势差的关系. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　电场力做功与电势差的关系 13 【关键能力】 【答案】B　 【解题思路】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　电场力做功与电势差的关系 14 【探究总结】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　电场力做功与电势差的关系 15 【对标训练2】(教材改编题)在电场中把电荷量为2.0×10-9 C的负电荷从A点移到B点,克服静电力做功为1. 5×10-7 J,再把电荷从B点移到C点,静电力做功为4.0×10-7 J. (1) A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大? (2) A、B、C三点中哪点的电势最高? 哪点的电势最低?根据以上结果,定性画出一条电场线,标出A、B、C三点可能的位置. (3) 若取B点电势为0,则A点和C点的电势各为多少? (4) 如果规定该电荷在A点的电势能为0,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少? 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　电场力做功与电势差的关系 16 【答案】　(1) UAB=75 V ,UBC=-200 V ,UAC=-125 V　(2) C点,B点,如图所示 (3) 75 V,200 V　(4) EpB=1.5×10-7 J ,EpC=-2.5×10-7 J 【解题思路】(1) 把电荷量为2.0×10-9 C的负电荷从A点移到B点,静电力做功为-1.5×10-7 J,由公式U=Wq 可得UAB==V=75 V,2.0×10-9 C的负电荷从B点移到C点,静电力做功为4.0×10-7 J,则有UBC==V=-200 V,2.0×10-9 C的负电荷从A点到C点的过程中,静电力做功WAC=WAB+WBC=2.5×10-7 J,则有UAC==V=-125 V.　(2) 根据(1)知C点的电势最高,B点的电势最低,即φC>φA>φB ,其定性图线如答图所示.　(3) 若取B点电势是0,即φB=0 ,则有A点的电势φA=UAB=75 V,C点电势φC=φA-UAC=75 V-(-125 V)=200 V.　(4) 如果规定该电荷在A点的电势能是0,那么有φA=0 ,则B、C两点的电势分别为φB=φA-UAB=-75 V,φC=φA-UAC=125 V,由公式Ep=qφ ,可得该电荷在B点和C点的电势能分别为EpB=qφB=-75×(-2.0×10-9) J=1.5×10-7 J,EpC=qφC=125×(-2.0×10-9) J=-2.5×10-7 J. 【易错提醒】公式UAB=是电势差的定义式,不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比,只是利用WAB与q的比值来计算UAB. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　电场力做功与电势差的关系 17 【问题导入】 把一座座高山用数字标识，然后画到水平面上。那么每一个高度所在的平面就可以用，下面的图表示出来了，一眼就可以看出哪里搞哪里低了。是否可以用类似的方法形象的表示电场中电势的高低呢？ 探究3　等势面 【思考与讨论】 1.为什么要在电场中引入等势面的概念？ 2.等势面存在吗？ 3.等势面有何特点？ 4.等势面可以用来解决电场中的哪些问题？ 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 18 【典例3】在地图中,通常用等高线来表示地势的高低,如图所示.在物理学中,通常采用等势线来表示电势的高低,若图中等高线为等势线,所标数字为电势,单位为V,元电荷为e,则(　　) A. B、D两点的电场强度大小相等 B. 将一电子由D点移动到C点,静电力对该电子所做的正功为30 eV C. 同一正检验电荷在A点处的电势能小于其在D点处的电势能 D. A、D两点之间的电势差等于30 V 【必备知识】 等势面与电场强度、电势差的关系,电势能及静电力做功的理解. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究3　等势面 19 【关键能力】 【答案】B　 【解题思路】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究3　等势面 20 【探究总结】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究3　等势面 1. 如果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. 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. 3. 已知等势面时,可作等势面的垂线来确定电场线,并由“电势降低”的方向确定电场线方向. 4. 已知电场线时,可作电场线的垂线来确定等势面,并由“沿电场线方向电势降低”确定等势面的电势高低. 5. 四种常见的典型电场的等势面对比. 21 【对标训练3】(教材改编题)如图所示,A、B、C为匀强电场中的三个点,已知φA=12 V,φB=6 V,φC=-6 V.试画出该电场的电场线,并保留作图时所用的辅助线(用虚线表示). 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究3　等势面 22 【答案】如图所示　 【解题思路】连接AC,将AC分成三等份,找出B点的等势点,即D点,电势为6 V,连接BD,则BD为等势线,电场线与等势线垂直,由高电势指向低电势,如答图所示. 【易错提醒】等势面是电场中电势相等的点组成的面,其形状由电场分布决定,与电荷分布及电场强度相关. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究3　等势面 23 $