第一学期人教版高二物理选修31第一章第五节《电势差》学案

选修 3-1 第一章静电场
第五节电势差
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学习目标：
1.理解电势差的观点，知道电势差与电势零点的选用没关.
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.
W AB
3.会用 U AB＝φA－φB及 U AB＝q 进行相关计算．
学习过程：
【新知研究】
一、电势差
[ 导学研究 ]电场中A、B、C、D四点的电势如图 1 所示．
(1)A、C 及 A、 B 间的电势差为多少？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 间的电势差为多少？经过
以上计算说明电势、电势差各拥有什么特色？
[ 知识深入 ]
1．对电势差的进一步理解
(1)电势差反应了电场的能的性质，决定于电场自己，与尝试电荷没关．
(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选用没关．
2．电势和电势差的比较
比较
电势差 U
电势φ
内容观点
E p两点间电势的差值
定义
电势能与电荷量的比值φ＝q U AB＝φA－φB
差别决定
由电场和在电场中的地点决定由电场和场内两点地点决定要素
相对性与零电势点的选用相关与零电势点的选用没关
数值关系U ABA B B AB A
＝φ－φ，当φ＝ 0 时， U＝φ联系
同样，均是伏特 (V) ，常用单位还有kV 、 mV 等
单位
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标矢性都是标量，但均拥有正负
例 1(多项选择 )对于电势差U AB和电势φA、φB
的理解，正确的选项是()
A ． U
AB 表示 B 点相对于 A 点的电势差，即U ＝φ－φ
ABBA
B． U AB和 U BA是不一样的，它们相关
系U AB＝－ U BA
C．φA、φB都能够有正、负，因此电势是矢量
D．电势零点的规定是随意的，但人们往惯例定大地或无量远处为电势零点
例
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2如图 2 所示，某电场的等势面用实线表
示，各等势面的电势分别为10 V 、 6 V 和－ 2 V ，则 U AB＝ ______， U BC＝________， U CA＝________.
图 2
二、静电力做功与电势差的关系
[ 导学研究 ]在如图3所示的电场中有A、B 两点，若选用无量远处为零电势点，A、B 两点的电势分别为φA、φB.
图 3
(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)依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．
例 3有一个带电荷量q＝－ 3×10－6 C 的点
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电荷，从某电场中的 A 点移到 B 点，电荷战胜静电力做 6×10－
4 J 的功，从 B 点移到 C 点，静电力
对电荷做 9×10－
4 J 的功，问：
(1) AB 、 BC 、 CA 间电势差各为多少？
(2) 如以 B 点电势为零， 则 A 、C 两点的电势各为多少？电荷在 A 、C 两点的电势能各为多少？
针对训练
若将一个电荷量为
×10－
10 C 的正电荷，从零电势点
O 点移到电场中
M 点要
战胜电场力做功
×10－ 9 J ，则 M 点的电势是 ________V ；若再将该电荷从 M 点移到电场中
的 N 点，电场力做功
1.8 ×10－
8 J ，则 M 、 N 两点间的电势差
U MN ＝________V .
【练习拓展 】
1． (电势差 )以下说法正确的选项是 (
)
A ．电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压
B ．电势差与电势同样，是相对量，与零电势点的选用相关
C ． U AB 表示 B 点与 A 点之间的电势差，即 U AB ＝φB － φA
D ． A 、 B 两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不一样而改变，因此
U ＝ U
BA
AB
W AB
和 W AB ＝ qU AB 的理解，以下说法正确的
2． (静电力做功与电势差的关系 )(多项选择 )对 U AB ＝
q
是( )
A ．电场中 A 、
B 两点的电势差和两点间挪动电荷的电荷量 q 成反比
B ．在电场中 A 、 B 两点挪动不一样的电荷，电场力的功
W 和电荷量 q 成正比
AB
C ． U AB 与 q 、 W AB 没关，与能否挪动电荷也没相关系
D ． W 与 q 、 U AB 没关，与电荷挪动的路径没关
AB
3． (静电力做功的计算 )如图 4 所示为某静电场等势面的散布，电荷量为
1.6 ×10 － 9
C 的正点
电荷从 A 经 B 、C 抵达 D 点，则从 A 至 D ，电场力对电荷做的功为
(
)
图 4
A ．4.8 ×10－8
J
B ．－ 4.8 ×10－
8 J
C ． 8.0 ×10－
8 J
D ．－ 8.0 ×10－
8 J
4． (电势差的计算 )将一电荷量为－
3×10－
6 C 的负电荷从电场中的
A 点挪动到
B 点，战胜电
场力做了 3×10－ 5 J 的功，再将该电荷从 B 点挪动到 C 点，电场力做了 1.2 ×10－ 5
J 的功，则
A 、C 间的电势差为多少？电荷从
A 点挪动到
B 点再从 B 点挪动到
C 点的过程中， 电势能变
化了多少？
【概括整理 】
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