2019-2020年高二物理电势能 电势差 人教版
专题1.3-电势能和电势、电势差(解析版)
A．带负电，电势能增加 B．带负电，电势能减少C．带正电，电势能增加 D．带正电，电势能减少~【答案】D【解析】由带电微粒运动的径迹可以看出带电微粒受到的电场力指向径迹凹侧，即与电场方向相同，故带电微粒带正电，选项A、B错误；电场力对带电微粒做正功，微粒电势能减少，选项C错误，D正确。
2.在电场中，把电荷量为4×10－9C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8 J，以下说法中正确的是( )A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8 J B．B点的电势是15 VC．电荷的电势能增加了6×10－8 J D．电荷的电势能减少了6×10－8 J【答案】C【解析】电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零势能点，B点的电势、电势能才有确定的值，所以A、B错误；克服静电力做功6×10－8 J，则电势能增加了6×10－8 J，所以C正确，D错误。
题型二、对电势的理解1.电势的性质(1)相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与电势零点的选取有关。
通常将离场源电荷无穷远处，或地球表面选为电势零点。
(2)固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关。
<(3)标量性：电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了电势零点后，电场中各点的电势可能是正值，也可能是负值。
正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势低于零电势。
显然，电势的正负只表示大小，不表示方向。
2．电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。
(2)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低。
(3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。
【例2】 将一电荷量为q ＝2×10－6C 的正电荷从无限远处一点P 移至电场中某点A ，静电力做功4×10－5J 。
暑期备课笔记-高二物理第6讲：电势能、电势、电势差(教师版)
第6讲 电势能、电势、电势差（教师版）1.电势能 (1)电场力做功 ①特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关． ②计算方法a ．W ＝qEd ，只适用于匀强电场，其中d 为沿电场方向的距离．b ．W AB ＝qU AB ，适用于任何电场．(2)电势能①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功．②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减小量，即W AB ＝E p A －E p B ＝－ΔE p .2．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势，用φ表示．在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势时电场力所做的功 ，电势是标量 ，只有大小，没有方向，但有正负．(2)公式：φ＝E p q(与试探电荷无关)(3)单位：伏特(V)(4)电势与电场线的关系：沿电场线方向电势降低．(电场线指向电势降低最快的方向)(5)零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有 关，即电势的数值决定于零电势的选择．(大地或无穷远默认为零)3．等势面(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面．(2)等势面的特点①等势面一定和电场线垂直 ．②等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷时电场力不做功 ．③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．④电场线越密的地方，等差等势面越密.4.电势差（1）.定义：电荷在电场中，由一点A 移到另一点B 时，电场力做功 与移动电荷的电荷量 的比值．（2）．定义式：U AB ＝W AB q. （3）．电势差与电势的关系：U AB ＝ φA －φB ，U AB ＝－U BA .（4）．影响因素：电势差U AB 由电场本身的性质决定，与移动的电荷q 及电场力做的功W AB 无关 ，与零电势点的选取无关 .例1.如图所示，a 、b 是电场线上的两点，将一点电荷q 从a 点移到b 点，电场力做功W ，且知a 、b 间的距离为d ，以下说法中正确的是( )A ．a 、b 两点间的电势差为W qB ．a 点的电场强度为E ＝W qdC ．b 点的电场强度为E ＝W qdD ．a 点的电势为W q解析： 由W ＝qU 和U ＝W q，且a 点的电势比b 点的高，所以A 项正确；由于不知该电场是否是匀强电场，电场力可能不为恒力，所以B 项错，C 项错；题中没有指明零电势点，所以D 项错．答案： A例2..电场中有A 、B 两点，一个点电荷在A 点的电势能为1.2×10－8J ，在B 点的电势能为0.80×10－8 J ．已知A ，B 两点在同一条电场线上，如上图所示，该点电荷的电荷量为1.0×10－9 C ，那么( )A ．该电荷为负电荷B ．该电荷为正电荷C ．A 、B 两点的电势差U AB ＝4.0 VD ．把电荷从A 移到B ，电场力做功为W ＝4.0 J解析： A 点的电势能大于B 点的电势能，从A 到B 电场力做正功，所以该电荷一定为负电荷，且W AB ＝E p A －E p B ＝1.2×10－8 J －0.80×10－8 J ＝0.40×10－8 J ，故A 项正确而D 项错误；U AB ＝W AB q ＝0.4×10－8－1.0×10－9V ＝－4.0 V ，所以C 选项错误．正确答案为A. 答案： A例3．如下图所示，一电场的电场线分布关于y 轴(沿竖直方向)对称，O 、M 、N 是y 轴上的三个点，且OM ＝MN .P 点在y 轴右侧，MP ⊥ON .则( )A ．M 点的电势比P 点的电势高B ．将负电荷由O 点移动到P 点，电场力做正功C ．M 、N 两点间的电势差大于O 、M 两点间的电势差D ．在O 点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y 轴做直线运动解析： 在静电场中，沿着电场线方向，电势降低，A 项正确；负电荷在电场中受力方向与电场线的切线方向相反，故由O 向P 运动时，电场力做负功，B 项错；由电场线的疏密程度可知，OM 段的任意点场强均大于MN 段任意点场强，故移动同一正电荷在OM 段和MN 段间运动，电场力在OM 段做功较多，故OM 两点间电势差大于MN 两点间电势差，C 项错；根据电场线关于y 轴对称，故y 轴上场强方向处处沿y轴正方向，故静电荷受力始终沿y 轴正方向，故粒子做直线运动，D 项正确．答案： AD例4.如图6－2－2所示，正点电荷Q 产生的电场中，已知A 、B 间的电势差为U ，现将电荷量为q 的正点电荷从B 移到A ，则( )．A ．外力克服电场力做功QU ，电势能增加qUB ．外力克服电场力做功qU ，电势能增加QUC ．外力克服电场力做功qU ，电势能增加qUD ．外力克服电场力做功QU ，电势能减少QU解析：本题考查电场力做功的计算，电场力做功和电势能的变化关系等知识点．根据顺着电场线的方向，电势依次降低，可知U BA <0，那么正点电荷从B移动到A 过程中，电场力做功为W ＝qU BA <0，表示外力克服电场力做功qU ，电场力做负功，则电荷的电势能增加qU .答案：C例5．(2011·湖北宜昌高三检测)如图6－2－3所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm ，由此可以确定电场强度的方向和数值是( )．A ．竖直向下，E ＝100 V/mB ．水平向左，E ＝100 V/mC ．水平向左，E ＝200 V/mD ．水平向右，E ＝200 V/m解析：由电势降低最快的方向就是电场强度的方向以及电场线与等势面垂直的特点可知，电场强度方向水平向左，又由E＝U d 得E ＝ 2 V 2×10－2 m＝100 V/m.故B 正确． 答案：B例6.如图所示，固定于同一条竖直线上的A 、B 是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q 和－Q ，A 、B 相距为2d .MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p ，质量为m 、电荷量为＋q (可视为点电荷，不影响电场的分布．)现将小球p 从与点电荷A 等高的C 处由静止开始释放，小球p 向下运动到距C 点距离为d 的O 点时，速度为v .已知MN 与AB 之间的距离为d ，静电力常量为k ，重力加速度为g .可知( )．A ．C 、O 间的电势差U C O ＝mv 22qB ．由等量异种电荷电场分布的特点知UC O ＝UD OC ．小球p 经过O 点时的加速度a ＝2kQq2md2－g D ．小球p 经过与点电荷B 等高的D 点时的速度v D ＝2v解析：本题考查等量异种电荷电场特点和电场力做功．小球由C 运动到O 过程，只有重力和电场力做功，应用动能定理分析可解，故A 选项错误；由等量异种电荷电场特点，可知C 、O 、D 三点电势逐渐降低，U C O ＝U OD ，故B 选项错误；对小球在O 点进行受力分析，求合力，根据牛顿第二定律可得加速度a ＝2kQq 2md2＋g ，故C 选项错误；由C 到D 根据动能定理分析可解，可知D 选项正确．答案：DA1、如图1所示，A 、B 是电场中两点，一个带负电的点电荷Q 在A 点所受的电场力要比它在B 点所受的电场力 ，该负电荷在A 点的电势能要比它在B 点的电势能 .2.图1中A 点的电场强度要 B 点的电场强度，A 点的电势要 于 B 点的电势.3.如图2所示，a 、b 、c 是某电场中一条电场线AB 上的图1A a b c B图2BA C E三点，且Aa=ab=bc=cB，用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示三点的电势和电场强度大小，若该电场是匀强电场，则φa、φb、φc的大小关系为，E a、E b、E c的大小关系为；4.图2中若该电场是A处的点电荷产生的，则φa、φb、φc的大小关系为，E a、E b、E c的大小关系为；5.图2中，若该电场是B处的点电荷产生的，则φa、φb、φc的大小关系为，E a、E b、E c的大小关系为；6.图2中，若A、B处分别为两个等量异种电荷，则φa、φb、φc的大小关系为，E a、E b、E c的大小关系为B7、如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则 ( )A．W1＞W2＞W3 B．W1＜W3＜W2C．W1= W2 = W3 D．W1= W2＜W38．如图41所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是( )A．放上+q时，它们的电势能E PA＞E PB＞E PCB．放上+q时，它们的电势能E PA＜E PB＜E PCC．放上－q时，它们的电势能E PA＞E PB＞E PCD．放上－q时，它们的电势能E PA＜E PB＜E PC9．如图，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断( ) A．该电场一定是匀强电场B．场强E a一定小于E bC．电子具有的电势能E Pa一定大于E Pb D．两点的电势φa一定低于φb10.如图所示，Q是带正电的点电荷，P和P为其电场中的两点．若E1、E 2为P1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则 ( )A．E1 > E2，φ1>φ2B．E1> E2，φ1<φ2a bC ．E 1< E 2，φ1>φ2D ．E 1< E 2，φ1<φ211.关于电场中的电场线，下列说法正确的是( )A.带正电的点电荷在电场力作用下，运动的轨迹和电场线重合B.沿电场线方向电场强度逐渐减小C.沿电场线方向电势逐渐降低D.电荷沿电场线方向运动，电势能减少12.下列说法中，正确的是( )A.当两个正点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大B.当两个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大C.一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力减小，它们的电势能也减小C13.关于电势的高低，下列说法正确的是 ( )A ．沿电场线方向电势逐渐降低B ．电势降低的方向一定是电场线的方向C ．正电荷在只受电场力作用下，一定向电势低的地方运动D ．负电荷在只受电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方运动14．下列关于电场性质的说法，正确的是 ( )A ．电场强度大的地方，电场线一定密，电势也一定高B ．电场强度大的地方，电场线一定密，但电势不一定高C ．电场强度为零的地方，电势一定为零D ．电势为零的地方，电场强度一定为零15．在电场中，已知A 点的电势高于B 点的电势，那么 ( )A ．把负电荷从A 点移到B 点，电场力做负功B 把负电荷从A 点移到B 点，电场力做正功C ．把正电荷从B 点移到A 点，电场力做负功D 把正电荷从B 点移到A 点，电场力做正功16.如图所示，P 、Q 是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O ，A 、B 是中垂线上的两点，OA<OB ，用A E 、B E 、A ϕ、B ϕ分别表示A 、B 两点的场强和电势，则( )A ．A E 一定大于B E ，A ϕ一定大于B ϕB ．A E 不一定大于B E ，A ϕ一定大于B ϕC ．A E 一定大于B E ，A ϕ不一定大于B ϕD ．AE 不一定大于B E ，A ϕ不一定大于B ϕ17.如图所示,将带正电的粒子从电场中的A 点无初速地释放,不计重力的作用,则下列说法中正确的是 （ ）A.带电粒子一定做加速直线运动B.带电粒子的电势能一定逐渐增大C.带电粒子的加速度一定越来越小D.带电粒子的加速度一定越来越大18.将带电量为6×10-6C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点，克服电场力做了3×10-5J 的功，再从B 移到C ，电场力做了1.2×10-5J 的功，则（1）电荷从A 移到B ，再从B 移到C 的过程中电势能共改变了多少？（2）如果规定A 点的电势能为零，则该电荷在B 点和C 点的电势能分别为多少？（3）如果规定B 点的电势能为零，则该电荷在A 点和C 点的电势能分别为多少？参考答案：A: 1.大，小； 2.大，大； 3.φa >φb 》>φc ，Ea=Eb=Ec 4.φa >φb >φc Ea>Eb>Ec5.φa >φb >φc Ea<Eb<Ec6.φa >φb》>φc Ea=Ec>Eb 。
新课程人教版高中物理选修31电势电势差和电势能的知识点
新课程人教版高中物理选修31电势电势差和电势能的知识点一．电势()：A1、定义：电场中某点A的电势，等于A 点与零电势点间的电势差，也等于将单位正电荷从A点移到零电势点过程中电场力做的功。
2、电势是电场本身具有的属性，与试探电荷无关。
3、零电势点可以自由选取，一般选取无穷远或大地为零电势点；电场中某点的电势具有相对性（相对选取的零电势点）。
4、沿着电场线的方向，电势降低（最快）；电势降低的方向不一定就是电场线的方向。
5、电势与场强没有直接关系：电势高的地方，场强不一定大；场强大的地方，电势不一定高。
6、电场强度的大小表示电势变化的快慢。
7、电势是标量，正负表示大小。
8、电势的单位：伏特（V）9、等势面：电势相等的点构成的面。
（要了解各种特殊电场中等势面的特点） a 、同一等势面上各点的电势相等 b 、等势面一定垂直于电场线c 、在同一等势面上的两点间移动电荷，电场力做功为零d 、电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面e 、任意两等势面不相交f 、等差等势面越密集的地方场强越大（等差等势面：相邻等势面间的电势差不变）二． 电势差（ABU ）：1、定义：电场中两点电势的差值。
B A AB U ϕϕ-=A B BA U ϕϕ-=AB AB U U -=2、电势差是标量，正负表示初末点电势的高低。
3、电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。
4、电势差的单位：伏特（V ）5、电势差是电场本身具有的属性，与试探电荷无关。
三． 电势能（A P E ）：1、定义：电荷处于电场中某点具有的势能。
（电势能是电场和电荷共同具有的）2、q E A PA ϕ=（正电荷在电势越高的地方，电势能越大；负电荷在电势越高的地方，电势能越小）3、电势能是标量，正负表示大小。
4、电势能的单位：焦耳（J ）5、电荷处于电场中某点时，具有的电势能有相对性（相对选取的零电势点）；电势能的变化量与零电势点的选取无关。
6、电场力做功与电势能变化量的关系： A B A PB PA PA PB P AB q q q E E E E E W -=-=-=--=∆-=()(ϕϕϕϕa 、电场力做功与路径无关，与初末位置的电势差有关。
人教版(2019)必修第三册高二物理第十章第2节电势差课件
b a MN L
K
2、如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正
电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正
功W2，则（ D ）
A.W1 W2，1 2 B.W1 W2，1 2 C.W1 W2，1 2 D.W1 W2，1 2
a c
b d
1 2 3
故是电荷克服电场力做了3.2×10-17J的功。
例2、静电场中,带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至
电势为φb的b点。若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb,不计
重力,则带电粒子的比荷
q m
为(
C
)
A. va2 v2b b a
C. va2 v2b 2(b a )
B. v2b va2 b a
场,运动到B点时速率为3v0,若忽略重力的影响,则( AD )
A.在O、A、B三点中,B点电势最高 B.在O、A、B三点中,A点电势最高 C.OA间的电势差比BO间的电势差大 D.OA间的电势差比BO间的电势差小
【解析】正电荷由O到A,动能变大,电场力做正功,电势能减小,电势也減小,所
以O点的电势比A点的高；
UCA=UCB+UBA=-UBC+(-UAB)=300 V-200 V=100 V
(2)若φB=0,由UAB=φA-φB 得:φA=UAB=200 V, 由UBC=φB-φC,得φC=φB-UBC=0-(-300 V)=300 V。 电荷在A点的电势能
EpA=qφA=-3×10-6×200 J=-6×10-4 J 电荷在C点的电势能
3.空间有一点电荷形成的电场，取其中的一根电场线为x轴 ，以x轴上各点的电势φ为纵轴，将各点电势φ随x的变化规 律描绘在坐标系中，如图所示。下列说法正确的是（A ）
新人教版高二物理 必修 第三册 电势差
（3）由 q 可知，该点电荷在B处的电势能最大，
B q B 6.0 106 (2) J=1.2×10-5J．
书面作业： 课本P22 练习1、2、3
U AB
WAB q
U AB A B
新人教版高二物理 必修 第三册 电势差
（2）AB之间的电势差
UAB=WAB/q=75V
A点电势比B点电势高75V
BC之间的电势差
图
UBC=WBC/q=-200V C点电势比B点电势高200V
.C
UAC=φA- φc=φA-φB+φB-φC
（3）A=CU间AB+的U电BC势差
新人教版高二物理 必修 第三册 电势差
新人教版高二物理 必修 第三册 电势差
二、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，
WABEPA EPB
qAqB
q(AB)
即 WAB qU AB
或
U AB
WAB q
新人教版高二物理 必修 第三册 电势差
新人教版高二物理 必修 第三册 电势差
讨论与交流：
1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？ 由电场本身的因素决定与W NhomakorabeaB、q无关
2、WAB跟q、UAB有关吗？ 跟q、UAB都有关
3、 WAB 、q、UAB 三个物理量都是可正 可负，那么这三个物理量取正与取负分 别表示什么意思？
新人教版高二物理 必修 第三册 电势差
三、典例评析：
例题1、在图中，如果B 板接地（取大地的电势为 0，则与大地相连的导体 的电势也为0），则A点 电势为8V，M点的电势为 6V，N点的电势为2V，M、 N两点间的电势差是多少 伏？如果改为A板接地， 问：B板的电势是多大？ M、N两点的电势各为多 大？M、N两点间的电势 差为多少伏？
2019-2020年高中物理 1.5 电势差教案 新人教版选修3-1(I)
2019-2020年高中物理 1.5 电势差教案新人教版选修3-1(I)教学三维目标：（一）知识与技能理解电势差的概念；会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功；（二）过程与方法知道电势和电势差的关系；（三）情感态度与价值观培养学生概括、归纳、类比的能力和抽象思维能力。
重点：电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。
难点：在电场中电场力对电荷做功与能量转化间问题的认识。
教具：投影仪，黑板教法：讲练结合教学过程：一、复习：1、电场力做功的特点，2、负电荷沿ANB路径运动时，分析电场力方向，电场力做功，电势能的变化，判断A、B点电势高低。
二、新课教学：1、电势差：（又叫电压）电势差是电场中两点间的电势的差值，2、电势与电势差的比较：（1）电场中某一点的电势的大小，与选取的参考点有关；电势差的大小，与选取的参考点无关。
（2）电势和电势差都是标量，单位都是伏特，符号：V，都有正负值；电势的正负表示该点比参考点的电势大或小；电势差的正负表示两点的电势高低之差。
3、若电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功W AB ， A、B两点之间的电势差U AB。
应用计算时，相关物理量的正、负号应代入，得结果（1）定义式：1V=1J/C（2）＞0，电场力做正功；＜0，电场力做负功；＞0，＞电势降低；＜0，＜电势升高例如：U AB=10V，移动0.5库仑正电荷电场力做功W= ，移动1库仑负电荷电场力做功W= 。
二、典型例题分析：【例1】：将一个电量为－2×10－9C的点电荷从电场中的N点移到M点，需克服电场力做功1.4×10－8J，N、M两点间的电势差U NM为多少？若将该电荷从M移到N，电场力做多少功？U MN为多少？判断N、M两点间的电势高低。
【解析】（1）W NM=－1.4×10－8J，（2）W MN=1.4×10－8J，说明：应用计算时，注意各物理量用正负值代入。
人教版高二物理必修第三册：10.1电势能和电势
计算电势能变化的方法 ΔE pAB=EpB-EpA= -WA-B 1）代入正负号计算； 2）先计算绝对值后判断大小
思考：怎样利用“功”，计算电荷在某处的电势能呢？
选定电势能的零势能参考点，就可以计算电势能
3、电势能的计算：电荷在某点的电势能,等于把它从 该点移动到零势能位置时，静电力做的功.
A
k
Q rA
等量异号电荷 ： φC=φ-+φ+ A
AB中垂线上， φ=0
正电荷一侧，φ>0
C
负电荷一侧， φ<0
B
补充：真空中、均匀带电球壳形成的电场
球壳外的某点电势：
A
k
Q rA
球壳、壳内的某点电势： A
k
Q R
R是球壳半径
r R
结论：沿着电场线的方向，电势减少 ； 高于零电势的值是正值，低于零电势的值是负值。
电势又是多少？在A点放入Q2电荷，Q2= 2×10－5 C. 其电势能多大？
A
B
O
回顾: 1、电势是描述电场的能量性质的物理量，由电场 自身因素决定，与电场中的检验电荷无关。
场强是描述电场的力的性质的物理量，由电场自身 因素决定，与电场中的检验电荷无关。
A
k
Q rA
EA
k
Q rA2
2、电势的高低与零电势的选择有关，具有相对性。
利用电场力做功来研究
求功的方法 功的公式 W=FLcosα 使用条件 恒力做功
方法：研究匀强电场中电场力对点电荷做功
探究：匀强电场中，静电力对点电荷做功的特点
匀强电场场强为E，点电荷质量m，电量q.从A点到
B点沿路径①的移动中，电场力做功__E_q_d___。 沿路径②的移动中，电场力做功__E__q_d__. 沿路径③的移动中，电场力做功__E__q_d___.
高二上学期物理人教版必修第三册课件：电势差
提示：UAB＝φA－φB。 活动 2：试探电荷 q 在 A、B 两点的电势能是多少？ 提示：EpA＝φAq，EpB＝φBq。 活动 3：点电荷 q 从 A 点到 B 点静电力做的功是多少？ 提示：WAB＝EpA－EpB＝φAq－φBq＝(φA－φB)q＝UABq。 活动 4：由活动 3 你能得出电势差与静电力做功有什么关系？ 提示：UAB＝WqAB。
高二上学期物理人教版必修第三册课 件： 10.2电势差
规范解答
高二上学期物理人教版必修第三册课 件： 10.2电势差
(1)对电势差要注意角标的排序，如：UAB＝－UBA，UAB＋UBC＝UAC。 (2)若求某点的电势，必须明确规定零电势点在哪里，但两点间电势差 的数值与零电势点的选取无关。
高二上学期物理人教版必修第三册课 件： 10.2电势差
课前自主学习
高二上学期物理人教版必修第三册课 件： 10.2电势差
一、电势差 1．定义：在电场中，两点之间 01 _电__势___的差值，也叫作电压。 2．定义式：设电场中 A 点的电势为 φA，B 点的电势为 φB，则它们之 间的电势差 UAB＝ 02 ___φ_A_－__φ_B____，UBA＝ 03 __φ_B_－__φ_A__，显然 UAB＝ 04 __－__U__B_A__。 3．电势差可以是 05 _正__值，也可以是 06 _负__值。当 A 点电势比 B 点电 势高时，UAB 为 07 _正__值，UBA 则为 08 _负__值。 4．选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值可能 09 __改__变__，但电场中某两点之间电势的差值 10 __保__持__不__变____。
人教版(2019)物理高二上学期期末专项复习：电势能、电势、电势差
二、电势能、电势、电势差要点一 电势高低与电势能大小的判断 1.电势高低的判断判断角度 判断方法依据电场 线方向 沿电场线方向电势逐渐降低公式法 将电荷量、电势连同正负号一起代入公式E p ＝qφ，正E p 的绝对值越大，电势能越大；负E p 的绝对值越大，电势能越小2．电势能大小的判断 判断角度 判断方法做功判断法 电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加 公式法将电荷量、电势连同正负号一起代入公式E p ＝qφ，正E p 的绝对值越大，电势能越大；负E p 的绝对值越大，电势能越小 能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加要点二 电势差与电场强度的关系 1．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)U AB ＝Ed ，d 为A 、B 两点沿电场方向的距离。
(2)沿电场强度方向电势降落得最快。
(3)在同一直线上或相互平行的两条直线上距离相等的两点间电势差相等。
2．E ＝Ud 在非匀强电场中：等差等势面的疏密表示场强的大小要点三 电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题1．等势线总是和电场线垂直，已知电场线可以画出等势线，已知等势线也可以画出电场 2．几种典型电场的等势线要点四 电场力做功的计算方法1.如图所示，在匀强电场中有 A 、B 两点，将一电量为 q 的正电荷从 A 点移到 B 点，第一次沿直线 AB 移动该电荷，电场力做功为 W 1；第二次沿路径 ACB 移动该电荷，电场力做功 W 2；第三次沿曲线 AB 移动该电荷，电场力做功为 W 3，则 ( ) A ．W 1＞W 2＞W 3 B ．W 1＜W 3＜W 2 C ．W 1= W 2 = W 3 D ．W 1= W 2＜W 32. 电荷量q 1为4×10-9 C 的试探电荷放在电场中的A 点，具有6×10-8 J 的电势能。
A 点的电 势是多少？若把q 2为－2×10-10 C 的试探电荷放在电场中的A 点，q 2所具有的电势能是多少？3.如图，A 、B 是点电荷电场中同一条电场线上的两点，把电荷量q 1 为 10-9 C 的试探电荷从无穷远移到A 点，静电力做的功为4×10-8 J ； 把q 2 为－2×10-9 C 的试探电荷从无穷远移到 B 点，静电力做的功为－6×10-8 J 。
2019高考物理电场知识：电势差、电势、电势能
2019高考物理电场知识：电势差、电势、电势能
关于电势φA=Ep/q,即某一点的电势能与电荷量的比值.这点你不必搞得太清楚
电势仅仅从能量角度上描述电场的物理量.电势也是只有大小,没有方向,也是标量[1].和地势一样,电势也具有相对意义,在具体应用中,常取标准位置的电势能为零,所以标准位置的电势也为零.电势只不过是和标准位置相比较得出的结果.我们常取地球为标准位置;在理论研究时,我们常取无限远处为标准位置,在习惯上,我们也常用“电场外”这样的说法来代替“零电势位置”.电势是一个相对量,其参考点是能够任意选择的.无论被选择的物体是不是带电,都能够被选择为标准位置-------零参考点.例如地球本身是带负电的,其电势相对于无穷远处约为8.2×10^8 V.即使如此,照样能够把地球作为零电势参考点,同时因为地球本身就是一个大导体,电容量很大,所以在这样的大导体上增减一些电荷,对它的电势改变影响不大.其电势比较稳定,所以,在一般的情况下,还都是选地球为零电势参考点.
我知道你又想问什么是电势能,很简单,打个比方,就好像重力势能,你身处
地球,相对于某一高度就会有重力势能,同理,在电场之中的带电体就会有电
势能.顾名思义,电势能是一种势能,能够转会为很多其他形式的能量,你以
后会在做题的时候会经常碰到.常见的是转化为动能.
很重要的一点,电势沿着电场线的方向而减小,没有特例.(常考)
那么什么是电势差呢?很简单,就是两点的电势之差即Uab=φa-φb。
电势差+课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
=
也适用于非匀强电场
思考1：A、B两点间的
电势差与电势零点的选
取是否有关？
无关
E
A
F
B
新课教学
定义式：
二、静电力做功与电势差的关系
=
计算时各物理量均带符号。
（1）电场中、两点间的电势差等于电场力做的功与电荷
量的比值。
（2）在数值上等于单位正电荷由点移到点时电场力
WAB=－Ep ＝EpA－EpB
＝qA－qB ＝qUAB
(3)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小．
新课教学
4.几种典型电场的等势面
（1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面
正点电荷
负点电荷
新课教学
(2)等量同种（正）点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面
连线上：
中点处最低
由中点向两侧逐渐升高
连线中垂线上：
与连线交点处最高
由交点向两侧逐渐降低
连线上关于中点对称点和中垂线上关于中点对称的点:
等势
新课教学
(3)等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面和对称中心面
连线上：
从正电荷向负电荷逐渐降低
连线中垂线上：
由交点向两侧电势不变
连线上关于中点对称点和中垂线上关于中点对称的点:
中垂线上等势
连线上与电势零点差值大小相等，一正一负
新课教学
(4)匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面
.×－
B 、C的电势差：UBC=
=
V＝80V
-200V
A 、C的电势差：UAC= UAB + UBC = 80V-200V=-120V
人教版(2019)高中物理必修三第十章第2节电势差
第2节 电势差 学习目标 核心素养形成脉络1.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关．2．掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系．3．会用U AB ＝φA －φB 及U AB ＝W AB q 进行有关计算．4．知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面.一、电势差1．定义：电场中两点间电势的差值．2．电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关．3．公式U AB ＝φA －φB ，U BA ＝φB －φA ，可见U AB ＝－U BA ．4．电势差的正负⎩⎪⎨⎪⎧U AB 为正值：A 点电势比B 点高.U AB 为负值：A 点电势比B 点低. 5．静电力做功与电势差的关系：W AB ＝E p A －E p B ＝qφA －qφB ＝q (φA －φB )，即W AB ＝qU AB ．二、等势面1．定义：电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面．2．等势面与电场线的关系：电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面．思维辨析(1)电场中两点的电势越高，电势差越大．( )(2)U AB ＞0说明从A 到B 电势降低．( )(3)电势差有正负值，是矢量．( )(4)W AB>0说明电荷从A点移到B点的过程中静电力做正功．()(5)W AB越大，U AB越大，U AB与W AB成正比．()(6)电场线与等势面可能不垂直．()提示：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×深度思考如图所示，同一条电场线上的A、B、O三点电势值分别为4 V、1 V、0.(1)A、B两点间的电势差U AB和B、A两点间的电势差U BA分别为多少？二者有什么关系？(2)如果取φA＝0，则B、O两点的电势为多少？U AB为多少？U BA为多少？二者有何关系？(3)由上面的讨论，你能得到什么结论？提示：(1)U AB＝φA－φB＝3 VU BA＝φB－φA＝－3 VU AB＝－U BA(2)φB＝－3 V，φO＝－4 VU AB＝φA－φB＝3 VU BA＝φB－φA＝－3 V同样有U AB＝－U BA(3)①电势具有相对性，与零电势点的选取有关，而电势差是绝对的，与零电势点的选取无关．②电场中两点之间的电势差U AB＝－U BA．对电势差的理解问题导引电场中A、B、C、D四点的电势如图所示．(1)A、C及A、B间的电势差各为多少？哪个较大？(2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势为多少？A、C及A、B间的电势差各为多少？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？[要点提示](1)U AC＝15 V，U AB＝10 V，U AC＞U AB．(2)φA＝18 V，φB＝8 V，φC＝3 V，U AC＝15 V，U AB＝10 V电势的大小与零电势点的选取有关，电势差的大小与零电势点的选取无关．【核心深化】1．对电势差的进一步理解(1)电势差反映了电场的能的性质，取决于电场本身，与试探电荷无关．(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关．2．电势和电势差的比较电势φ电势差U区别定义电势能与电荷量的比值φ＝E pq两点间电势的差值U AB＝φA－φB 决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性与零电势点的选取有关与零电势点的选取无关联系数值关系U AB＝φA－φB，当φB＝0时，U AB＝φA单位相同，均是伏特(V)，常用单位还有kV、mV等标矢性都是标量，但均具有正负在电场中A、B两点间的电势差U AB＝75 V，B、C两点间的电势差U BC＝－200V，则A、B、C三点的电势高低关系为()A．φA>φB>φC B．φA<φC<φBC．φC>φA>φB D．φC>φB>φA[解析]由U AB＝φA－φB知U AB＝75 V，表示φA比φB高75 V，U BC＝－200 V，表示φC比φB高200 V，所以三点电势高低为φC>φA>φB，故选C．[答案] C电势差的求解技巧(1)采用直接代入符号运算的方法，会更加便捷，但要注意正负号的运用．(2)电场中各点间的电势差可依次用代数方法相加，但要注意角标的排序，如U AD＝U AB ＋U BC＋U CD，U AB＝－U BA．(3)利用U AB的正负能判断电场中两点的电势高低．(多选)关于电势差U AB和电势φA、φB的理解，正确的是()A．U AB＝W ABq说明，两点间电势差U AB与W AB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．U AB和U BA是不同的，它们有关系：U AB＝－U BAC．φA、φB都有正负，所以电势是矢量D．若φB＝0，则φA＝U AB解析：选BD．电势差由电场本身决定，与电场力做功、电荷量均无关，A错误；U AB ＝－U BA，B正确；电势虽有正、负之分，但电势是标量，C错误；由U AB＝φA－φB知，若φB ＝0时，φA＝U AB，D正确．静电力做功与电势差的关系问题导引在如图所示的电场中有A、B两点，若选取无穷远处为零电势点，A、B两点的电势分别为φA、φB．(1)A、B两点的电势差U AB是多少？若把某电荷q从A移到B，电荷的电势能变化了多少？(2)根据电场力做功与电势能变化的关系，求电场力对该电荷做的功．[要点提示] (1)U AB ＝φA －φB 电势能的变化量为ΔE p ＝E p B －E p A ＝q (φB －φA )．(2)W AB ＝E p A －E p B ＝qφA －qφB ＝q (φA －φB )＝qU AB【核心深化】1．公式U AB ＝W AB q或W AB ＝qU AB 中正负号的处理方法： 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．2．公式W AB ＝qU AB 适用于任何电场，其中W AB 仅是电场力做的功，不包括从A 到B 移动电荷时其他力所做的功．(2020·湖北荆门期中)在电场中将2.0×10－9 C 的正电荷从A 点移到B 点，静电力做功1.5×10－7J ，再把这个电荷从B 点移到C 点静电力做功－4.0×10－7 J ．求：(1)AB 间、BC 间、AC 间电势差各是多少？(2)将－1.5×10－9 C 的电荷从A 点移到C 点静电力做功多少？[解析] (1)将一个电荷量2.0×10－9C 的正电荷从A 点移到电场中的B 点，电场力做了1.5×10－7 J 的正功，故：U AB ＝W AB q ＝1.5×10－7 J2.0×10－9 C ＝75 V 再把这个电荷从B 点移到C 点，静电力做功为－4.0×10－7J.U BC ＝W BC q ＝－4×10－7 J 2×10－9 C＝－200 V U AC ＝U AB ＋U BC ＝75 V ＋(－200) V ＝－125 V.(2)把－1.5×10－9 C 的电荷从A 点移到C 点，静电力做功：W AC ＝q ′U AC ＝－1.5×10－9×(－125) J ＝1.875×10－7 J.[答案] (1)75 V －200 V －125 V(2)1.875×10－7 J【针对训练】1．(多选)(2020·福建三明高二期中)关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是( )A ．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B ．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C．电势差是矢量，电场力做的功是标量D．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零解析：选BD．电势差是反映电场本身的性质的物理量，由电场本身决定，与所移动的电荷无关，A错误；根据电场力做功W＝qU，可知在两点间移动电荷电场力做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定，B正确；电势差有正负，但是正负不表示方向，表示相对大小，是标量，电场力做的功是标量，C错误；在匀强电场中，与电场线垂直的面是等势面，所以在与电场线垂直方向上任意两点间电势差为零，D正确．2．(2020·人大附中期中)把带电荷量为2×10－8 C的正点电荷从无限远处移到电场中A 点，要克服电场力做功8×10－6J，若把该电荷从无限远处移动到电场中B点，需克服电场力做功2×10－6 J，求：(1)A点的电势；(2)A、B两点的电势差；(3)把2×10－8 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功．解析：(1)无限远处与A点间的电势差：U∞A＝W1q＝－8×10－62×10－8V＝－400 V，而U∞A＝φ∞－φA，又φ∞＝0，所以φA＝400 V；(2)无限远处与B点间的电势差：U∞B＝W2q＝－2×10－62×10－8V＝－100 V，而U∞B＝φ∞－φB，又φ∞＝0，所以φB＝100 V，则A、B两点的电势差为：U AB＝φA－φB＝300 V；(3)电场力做的功W＝q′U AB＝－2×10－8×300 J＝－6×10－6 J.答案：(1)400 V(2)300 V(3)－6×10－6 J等势面的特点及应用【核心深化】1．等势面的特点(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)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．(4)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．(5)等势面是虚拟的，是为描述电场能的性质而假想的面．2．等势面的应用(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低．(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况．(3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布．(4)由等差等势面的疏密，可以定性地比较其中两点电场强度的大小．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，电场力不做功D．将质子从A点移到C点，其电势能增加[解析]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，电势能不变，电场力不做功，C正确；由于φA＞φC，质子带正电，故将质子由A点移到C点，质子的电势能减少，D错误．[答案] C等势面和电场线的应用(1)已知等势面的情况，可作等势面的垂线来确定电场线，并由“电势降低”的方向确定电场线的方向．(2)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．关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功解析：选B．若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，A错误；电场线一定与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相同，C错误；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，D错误．1．(电势差)下列说法正确的是()A．电场中两点间电势的差值叫作电势差，也叫电压B．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关C．U AB表示B点与A点之间的电势差，即U AB＝φB－φAD．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以U AB＝U BA答案：A2．(静电力做功与电势差的关系)(多选)对U AB＝W ABq和W AB＝qU AB的理解，下列说法正确的是()A．电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比B．在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力做的功W AB和电荷量q成正比C．U AB与q、W AB无关，与是否移动电荷也没有关系D．W AB与q、U AB无关，与电荷移动的路径无关答案：BC3．(等势面)如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C的正点电荷从A 经B、C到达D点，则从A至D，电场力对电荷做的功为()A．4.8×10－8 J B．－4.8×10－8 JC．8.0×10－8 J D．－8.0×10－8 J解析：选B．U AD＝φA－φD＝－40 V－(－10) V＝－30 V．所以W AD＝qU AD＝1.6×10－9×(－30) J＝－4.8×10－8 J.4．(等势面的应用)如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在x轴上有A、B 两点，则()A．A点电场强度小于B点电场强度B．A点电场强度方向指向x轴负方向C．A点电场强度大于B点电场强度D．A点电势低于B点电势解析：选A．由电场线与等势面的关系可知，电场线一定与等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面，作出相对应的电场线分布，如图所示，可知A、B两点处的电场强度方向应与x轴同向，由电场线的疏密可知，A点处的电场强度E A小于B点处的电场强度E B，A正确．(建议用时：30分钟)【合格考练】1．(多选)(2020·吉林校级联考)下列说法正确的是()A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，所以U AB＝U BA解析：选BC．两点间的电势差由电场中两点的位置决定，与零电势点的选取无关，A 错误．电势差是标量，正负表示大小，B正确．电场力做功跟移动电荷的路径无关，由公式W＝qU知电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关，C正确．A、B两点的电势差是恒定的，但有顺序之分，U AB＝－U BA，D错误．2．(2020·武威市凉州区模拟)对于电场中A、B两点，下列说法正确的是()A．电势差的定义式U AB＝W ABq，说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功C．将1 C电荷从A点移到B点，电场力做1 J的功，这两点间的电势差为1 VD．电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功解析：选C．A、B两点间的电势差反映电场本身的性质，与试探电荷无关，与电场力做功无关，A错误；根据电势差的定义式可知，A、B两点间的电势差等于将单位正电荷从A点移到B点电场力所做的功，B错误；将1 C电荷从A点移到B点，电场力做1 J的功，这两点间的电势差U AB＝1 V，C正确；电荷由A点移到B点的过程中，电荷电势能的变化仍等于电场力所做的功，D错误．3．正点电荷电场中有A、B两点，将一电荷量q＝＋3.2×10－19 C的试探电荷从电场中的A点移至B点，电场力做功W＝＋6.4×10－20 J，则A、B两点间的电势差U等于() A．0.5 V B．0.2 VC ．5 VD ．2 V解析：选B ．A 、B 两点间的电势差U ＝W q ＝6.4×10－203.2×10－19V ＝0.2 V ，故选B ． 4．(多选)如果在某电场中将5.0×10－8 C 的电荷由A 点移到B 点，电场力做功为6.0×10－3 J ，那么( )A ．A 、B 两点间的电势差是1.2×105 VB ．A 、B 两点间的电势差是3.0×10－10 V C ．若在A 、B 两点间移动2.5×10－8 C 的电荷，电场力将做3.0×10－3 J 的功D ．若在A 、B 两点间移动1.0×10－7 C 的电荷，电场力将做3.0×10－17 J 的功解析：选AC ．A 、B 两点间的电势差U AB ＝W AB q ＝6.0×10－35.0×10－8 V ＝1.2×105 V ，A 正确，B 错误；在A 、B 两点间移动2.5×10－8 C 的电荷时，A 、B 间的电势差不变．则电场力做功为W AB ′＝q ′U AB ＝2.5×10－8×1.2×105 J ＝3.0×10－3 J ，C 正确；在A 、B 两点间移动1.0×10－7 C 的电荷时，电场力做功为W AB ″＝q ″U AB ＝1.0×10－7×1.2×105 J ＝1.2×10－2 J ，D 错误．5．(多选)如图所示，B 、C 、D 三点都在以点电荷＋Q 为圆心的某同心圆弧上，将一试探电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各点时，电场力做功大小比较( )A ．W AB ＞W ACB ．W AD ＞W ABC ．W AC ＝W AD D ．W AB ＝W AC解析：选CD ．点电荷的等势面为同心球面，故B 、C 、D 三点位于同一等势面上，故U AB ＝U AC ＝U AD ，将同一试探电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各点，由功的计算公式W ＝qU 可得电场力做功相同，故选C 、D ．6.图中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面．一个电荷量为－5.0×10－8 C 的点电荷，沿图中曲线从A 点移到B 点，电场力做的功为( )A．－5.0×10－7 J B．5.0×10－7 JC．－3.5×10－6 J D．3.5×10－6 J解析：选B．U AB＝φA－φB＝－10 V，W AB＝qU AB＝5.0×10－7 J，B正确．7．(多选)(2020·邵阳市期中)电荷q在电场中某两点间移动时，电场力做功为W，由此可算出两点间的电势差为U，若让电荷量为2q的电荷在这两点间移动，则() A．电场力做功仍为WB．电场力做功为2WC．该两点间的电势差仍为UD．这两点间的电势差变为U 2解析：选BC．根据电场力做功公式可知，W＝qU，当电荷量为2q时，电场力做功W′＝2qU＝2W，A错误，B正确；两点间的电势差与电场力做功无关，与电荷量的大小无关，C正确，D错误．8．在某电场中，A、B两点间的电势差U AB＝60 V，B、C两点间的电势差U BC＝－50 V，则A、B、C三点电势高低关系是()A．φA>φB>φC B．φA<φC<φBC．φA>φC>φB D．φC>φB>φA解析：选C．因为U AB＝φA－φB＝60 V>0，所以φA>φB，又U BC＝φB－φC＝－50 V<0，所以φB<φC，又U AC＝U AB＋U BC＝60 V＋(－50 V)＝10 V>0，所以φA>φC，故φA>φC>φB，C 正确．9．(2020·广西南宁期中)如果在某电场中将带电荷量为5.0×10－8 C的正电荷由A点移到B点，电场力做了－6.0×10－3 J的功，那么将带电荷量为5.0×10－8 C的负电荷也由A点移到B点，电场力做的功为()A．－6.0×10－3 J B．6.0×10－3 JC．－3.0×10－3 J D．3.0×10－3 J解析：选B．A、B两点间的电势差U AB＝W ABq＝－6.0×10－35.0×10－8V＝－1.2×105 V．在A、B两点间移动5.0×10－8 C的负电荷时，A、B间的电势差不变．则电场力做功为W′AB＝q′U AB ＝(－5.0×10－8)×(－1.2×105) J＝6.0×10－3 J．B正确，A、C、D错误．【等级考练】10．如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b两点时的动能分别为26 eV和5 eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV 时，它的动能应为()A．8 eV B．13 eVC．20 eV D．34 eV解析：选C．由于电荷在电场中移动时只有静电力做功，因此能量之间的转化只有动能和电势能之间的转化.1、2、3、4为等差等势面，等势面3的电势为零，从等势面1到等势面4电荷减少的动能为21 eV，所以从1到3减少的动能为14 eV，故电荷在等势面3上的动能为12 eV，故当电势能为－8 eV时，动能为20 eV.故选C．11．如图所示，虚线为电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等．一个带正电的点电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能，则下列说法正确的是()A．A点的电势比B点的高B．无法比较A、B两点的电势高低C．A点的电场强度比B点的大D．无法比较A、B两点的电场强度大小解析：选A．正电荷在电场中，在电势越高的位置，电势能越大，A正确，B错误；等差等势面的疏密代表电场强度的大小，故A点的电场强度小于B点的电场强度，C、D错误．12．(2020·文山州校级联考)如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是()A．b点电场强度大于d点电场强度B．b点电势高于d点电势C．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能D．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差解析：选D．在两等量异号电荷连线上，中点电场强度最小；在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，所以b点电场强度小于d点电场强度，A错误；MN是一条等势线，与在两等量异号电荷连线上的点相比较，d点的电势要高，所以d点电势高于b 点电势，B错误；因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷＋q在a点的电势能大于在c 点的电势能，C错误；由对称性可知，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，故D 正确．13．(2020·黑龙江安达期中)将带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B 点，克服电场力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10－5 J的功．(1)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？(2)求A、C两点间的电势差．解析：(1)规定B点的电势能为零，从A点到B点，负电荷的电势能增加ΔE p AB＝3×10－5 J，可知A点的电势能为E p A＝－3×10－5 J；电荷从B点到C点，电势能减小ΔE p BC＝1.2×10－5 J，则C点的电势能为E p C＝－1.2×10－5 J；(2)从A经B到C的过程中，电场力做的功是W AC＝W AB＋W BC而W AC＝qU AC，所以：W AB＋W BC＝qU AC代入数据可知AC间的电势差为U AC＝3 V.答案：(1)－3×10－5 J－1.2×10－5 J(2)3 V14．如图所示，三条曲线表示三条等势线，其电势φC＝0，φA＝φB＝10 V，φD＝－30 V，将电荷量为q＝1.2×10－6 C的正电荷在该电场中移动．(1)把这个电荷从C移到D，静电力做功多少？(2)把这个电荷从D移到B再移到A，电势能变化多少？解析：(1)U CD＝φC－φD＝30 VW CD＝qU CD＝1.2×10－6×30 J＝3.6×10－5 J.(2)U DA＝φD－φA＝－30 V－10 V＝－40 VW DA＝qU DA＝1.2×10－6×(－40) J＝－4.8×10－5 J所以电势能增加了4.8×10－5 J.答案：(1)3.6×10－5 J(2)增加了4.8×10－5 J。
高二选修31电势能电势和电势差讲义
一、教学目标1、电势能理解电场力做功的特点，能正确利用公式qEd W =求解电荷在匀强电场中移动时电场力所做的功；2、通过对重力做功和电场力做功对比，了解电势能的概念，知道电场力做功与电势能变化之间的关系；3、知道电势的概念，知道电势和电场强度是反映电场性质的两个物理量；4、知道等势面的概念。
5、理解电势差，知道电势差与电场力做功之间的关系6、会用公式B A AB -U ϕϕ=及AB AB qU W =进行相关计算 二、重难点1、利用qEd W =求解电荷在匀强电场中移动时电场力所做的功；2、电势差与电场力做功之间的关系3、B A AB -U ϕϕ=、AB AB qU W =公式的应用4、区分电场强度、电势能、电势、电势差。
三、知识点梳理 1、静电力做功的特点（1）在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路线无关。
（2）在匀强电场中电荷受到的静电力F=qE ，从而可以得到匀强电场中静电力所做的功qEd W =，其中d 表示在场强方向的移动距离。
2、电势能（1）定义:由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关.电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，可用p E 表示。
（2）静电力做功与电势能变化的关系①静电力做功量等于电势能的改变静电力对电荷做了功，电势能就发生变化，静电力对电荷做了多少功，就有多少电势能转化为其他形式的能，电荷克服静电力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电势能，也就是说，静电力做的功是电势能转化为其他形式的能的量度.②静电力做的功等于电势能改变的负值.pB pA pA pB AB AB E -E E E -E -W =-=∆=）（即静电力做了多少正功，电势能就减少多少;静电力做了多少负功，电势能就增加多少. (3)电势能的大小和计算重力势能一样，必须取参考点，也就是说，电势能的数值是相对于参考位置来说的.所谓参考位置，就是电势能为零的位置，参考位置的选取是人为的，通常取无限远处或大地为参考点·设电荷在电场中某点A 的电势能为pA E ，移到参考点O 电场力做功为AO W ，则：pO pA AO E -E W =，规定O 为参考点时，就有AO pA W E =电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功.上式告诉我们，电荷在电场中某点的电势能的大小等于把电荷从该点移到电势能为零的点，电场力所做的功。
人教版高中物理选修课件(提高)电势能电势和电势差
人教版高中物理选修3课-1件课（件提：高（）提电高势3能）电 势和能电、 势电差势和 电势差( 共24张 PPT)
人教版高中物理选修3课-1件课（件提：高（）提电高势3能）电 势和能电、 势电差势和 电势差( 共24张 PPT)
习题讲解
力电综合问题 如图所示，ABD 为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中 AB 段是水平的，BD 段为半径
QБайду номын сангаас
P P1 P2
r
r1 r2
人教版高中物理选修课件（提高）电 势能电 势和电 势差
人教版高中物理选修3课-1件课（件提：高（）提电高势3能）电 势和能电、 势电差势和 电势差( 共24张 PPT)
习题讲解
带电粒子在电场中运动情况的判断
如图所示，一电场的电场线分布关于 y 轴(沿竖直方向)对称，O、M、N 是 y轴上的
R＝0.2m 的半圆，两段轨道相切于 B 点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大 小 E＝5.0×103V/m.一不带电的绝缘小球甲，以速度 v0沿水平轨道向右运动，与静止在 B 点带正电的小球乙发生弹性碰撞．已知甲、乙两球的质量均为 m＝1.0×10-2Kg,乙所带 电荷量 q＝2.0×10-5C，g 取 10 m/s2 .(水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个 运动过程无电荷转移)
高中物理
课程名称
电势能、电势和电势差
知识讲解
考点一、电场力做功与电势能
1、电场力做功
（1）特点：电场力做功与电荷移动的
末位置的
和被移动电荷的
无关，只取决于初、 ．
（2）电场力做功的表达式：WAB＝(φA－φB)·q＝UAB·q
人教版高中物理选修课件（提高）电 势能电 势和电 势差
高二物理电势差2(2019年新版)
h B
h
电势的差值往往比电势更重要。
15V 5V 1、电势差：电场中两点间电势的差值，A B
也叫电压。
0 -3V CD
U AB A B U BA B A
U AB U B A
2、理解 ①电势差是标量，可正，可负。正负表示两点电势的高低
②电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零 电势点的选取无关。
西面事秦 冯驩迎之 鉏麑退 ”汉王疑之 高皇帝过鲁 谋作乱 孝文帝择绛侯子贤者 嬴生魏献子 南并知氏 月蚀 自徵引洛水至商颜山下 病家多怨之者 齐兵必罢 何所不服 生子同日 出入五六日 历年兹多 庸夫且知其不可 高而不坏 二十三年 往四五日 ”孔子曰：“可以为难矣 有兵於
外 ”汉王笑谢曰：“吾宁斗智 齐人或言聂政勇敢士也 封越衍侯吴阳为北石侯；人民多文采布帛鱼盐 天子之星也 ”对曰：“始妾事其父 其牲用牛犊各一 ”乃警公仲之行 小国见亡 公惧 申纪者 具得其事 ”报使者曰：“必取吾眼置吴东门 亦有宠 诗曰：“得人者兴 作之十馀岁 徒安
臣请言大王功略：足下涉西河 问下 自为质 劳之 不亦甚乎 步光之剑 益广多宗庙 河北之地随先王而举之济上 禹勤沟洫 曰：“齐城不下者两城耳 一极亡 得禹而九州宁 诸侯弗平 立赵幽王子遂为赵王 即不能 秦将渡河 因数产曰：“王不蚤之国 臣去病昧死再拜以闻皇帝陛下 王 留魏
四岁而魏襄王卒 间行走雒阳 小人以僿 子帝乙立 争为口辩而无其实 ”虽不能至 明和亲约束 有诏夺爵一级 入则入兵 夏 吴王於朕 外宽 原王孰虑之 终不肯受 乃卒为请决 初 四始者 岂与世儒闇於大较 角者 无敢出声 骞因盛言大夏在汉西南 张既望深 取蔡女 爱憎之至变也 归而秦
1、UAB由什么决定？与WAB有关吗？ 由电场本身的因素决定，与WAB、q无关。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2019-2020年高二物理电势能电势差人教版
一、教学目标
1．通过与重力势能对比，使学生掌握电势能这一概念。
2．掌握电势差概念。
3．复习巩固用比值定义物理量的条件。
4．复习加深能量转化和功之间的关系。
二、重点、难点分析
1．重点是明确电场力的功和电势能的变化之间的关系及建立电势差的概念。
电荷的分布及两个点的位置决定，而与W、q无关。
三、主要教学过程
（一）引入新课
前面我们从电荷在电场中受到力的作用出发，研究了电场的性质。
我们引入电场强度矢量E描述电场强弱，用矢量E描述电场力的性质。
规定单位正电荷在某点所受电场力的方向为该点场强方向，大小为场强大小。
这样表示出电场力的性质。
电场对放入其中的电荷有力的作用，此力可以做功，所以电场也有能的性质。
下面我们从能量角度研究电场性质。
复习：
1．功的量度
W=Fscosθ力和物体在力的方向上位移的乘积。
（θ为F与s的夹角）
2．重力功
（1）重力功只与物体的起末位置有关而与路径无关。
如图1所示，物体沿不同路径经由A到B，重力功仅与AB两点竖直方向高度差有关，与所走路径无关。
W=mgh
（2）重力功与重力势能的关系
重力对物体做功，物体重力势能减小，物体克服重力做功，物
体重力势能增加。
重力做多少功，重力势能就减少多少。
重力功等
于重力势能增量的负值，即：W G=-△E p
（3）重力势能是相对的，有零势能面。
（人为选定）
（4）物体在某处的重力势能（可正可负），数值上等于
把物体从该点移到零势能面处时，重力所做的功，如前图1
中，如设E pA=0，则E pB=-mgh，如设E pB=0，则E pA=mgh。
（5）重力势能应归物体与地球所共有。
一般我们只提物
体不说地球，但不等于归物体自己所有，原因是如没有地球则谈不上物体受重力，所以也谈不上重力势能。
以上为重力功的特点及它与重力势能的关系。
在热学中，我们学过分子间有分子力，r＜r0时为斥力，r＞r0时为引力，分子力间可做功，且与路径无关，因此有分子势能。
分子做正功分子势能减小，分子做负功分子势能增大。
下边我们首先来看看电场力做功的特点。
（二）教学过程设计
1．电场力做功的特点
上节课我们了解了几种典型电场，今天我们就用匀强电场来研究电场力功的特点。
在场强为E的匀强场中，令电荷q沿任意一条曲线由A移至B（如图2），可将AB分成若干小段AA1、A1A2……，若小段的数目足够多，每一小段都足够短，则可用折射AB1、A1B1、A1B2、A2B2……代替曲线，电荷在AB 1、A1B2……段上移动时，电场力的功为Eq·AB1、
Eq·A1B2……，电荷在B1A1、B2A2……段上移动时，电场力不做功，所以
电荷由A移至B的过程中电场力做功W=Eq·（AB1＋A1B2＋…）=Eq·AB＇
即W为电场力与AB在电场力方向上投影的乘积，与路径无关。
由上可知：电场力做功与路径无关，仅与电荷运动的起末位置有
关。
此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场。
（在中学阶段
不必学习其证明方法）
例如：
如图3所示，在场电荷+Q的电场中检验电荷q由A移至B，电场力做
的功为W。
以OA为半径画弧交OB于C，则q由A沿弧到C到B电场力做功
为W1，q由C到B电场力做功为W2，则有：W=W1＝W2。
原因是q由A到C，电场力做功为零，W ACB=W AC+W CB=W1=W2＝W
小结：
（1）重力做功与路径无关，所以物体具有由位置决定的重力势能。
（2）分子力做功与路径无关，所以分子间有由相对位置决定的分子能。
类似地电场力做功也与路径，无关仅与电荷起末位置有关，所以电荷在电场中也具有与位置有关的势能——电势能。
2．电势能E
电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。
提问：电场力功与电势能有什么关系？提示重力功与重力势能的关系。
在学生回答的基础上总结：
（1）电场力对电荷做正功，电势能减少；电场力对电荷做负功，电势能增加。
电场力功等于电势能增量负值，即W电=-△E。
（2）电势能也是相对的，零势能点是人为选定的。
点电荷一般取无穷远为零势能处。
提问：电荷在电场中的电势能由谁决定？
讨论：如图4所示，＋Q电场中检验电荷q由A移到B再到无穷远，如果是+q电场力做正功，电势能减少，到无穷远时电势能变为零，所以+q在A点时所具有的电势能大于零；如果是-q电场力做负功，电势能增加，到无穷远时电势能变为零，所以-q在A点时所具有的电势能小于零。
如果图4中+Q变为-Q，检验电荷q由A移到B再到无穷远，如果是+q电场力做负功，电势能增加，到无穷远时电势能变为零，所以+q在A点时所具有的电
势能小于零；如果是-q电场力做正功，电势能减少，到无穷远时电
势能变为零，所以-q在A点时所具有的电势能大于零。
在学生回答的基础上总结：
（3）电荷在电场中的电势能由电荷正负和电场共同决定。
点电荷电场中电势能正负：如场电荷与检验电荷同号，则电势能E大于零；如场电荷与检验电荷反号，则电势能E小于零（前提：规定无穷远为零势能处）。
（4）电势能是属检验电荷与电场所共有的。
（5）电势能是标量，只有大小无方向。
总结：从功能关系看，电荷在电场中某点的电势能数值应为把电荷从零势能处移到场中某点时电场力所做功的负值。
3．电势差
提问：相同的电荷q在电场中都由A点出发，分别通过图5所示的路径Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ到达B 点，哪个电荷电势能改变量小？
在学生回答的基础上总结：
根据电场力的功与路径无关，而电场力的功数值上等于电势能的
改变量，所以三者的电势能改变量相同。
让学生总结出：电荷在电场中移动时其电势能的改变量由起始点
与终点的位置决定。
提问：把1C的电荷由A移到B，若电场力做了2J的功，若把2C
的电荷由A移到B，电场力做了多少功？
经讨论明确2C的电荷在移动过程中的每一点处受到的电场力都
是1C电荷受力的2倍，所以电场力对它做的功应是4J，即电场力的功还与移动电荷的电量q 有关，即电势能的改变量△E与电量q及移动的起末位置有关。
提问：△E与q有什么关系？
由上例很容易得出△E与q成正比关系。
更明确指出：场和场内两点位置确定以后，将电荷q由一点移至另一点，虽然q改变时，△E也
内两点位置决定，与检验电荷q、检验电荷q在场内两点间电势能差之值无关。
问：国际单位制中U的单位是什么？
答：焦耳/库仑又称伏特，简称伏。
问：电场中两点间电势差与零电势点选取有关吗？
取无关。
（三）让学生总结本节重要内容
提问：电场力的功、电势能的改变量、电势差三者中哪些与移动的电量有关？哪些与移动的电量无关？
答：电场力的功、电势能的改变量与移动的电量有关，电势差与移动的电量无关。
（四）例题
如图6所示，O点固定，绝缘轻细杆l，A端粘有一带正电荷的小球，电量为q，质量为m，将小球拉成水平后自由释放，求在最低点时绝缘杆给小球的力。
解如图7，在B点对小球进行受力分析，在B点由T与mg合力充当向
心力，球由A运动到B过程由动能定理得：
在B点：
由①②得：
故杆对小球拉力3mg＋2eq。