人教版 (2019)必修 第三册2 电势差导学案

10.2  电势差

【学习目标】

1．理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关．

2．掌握两点间电势差的表达公式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系．

3．知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算．

【基础感知】

一、电势差

1．概念：电场中两点间电势的________，也叫电压．

2．表达式：UAB＝__________.

3．标矢性：电势差是_____．但电势差有正、负之分。UAB为正值，说明A点电势比B点_____；UAB为负值，说明A点电势比B点_____

思考感悟：电势差UAB与UBA有何不同？

提示：电势差UAB＝φA－φB，而电势差UBA＝φB－φA，故UAB＝－UBA，可见计算电势差U时，要注意其下标顺序．

例1.   如下图中，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UAB＝　　　　，UBC＝　　　　，UCA＝　　　　。

二、静电力做功与电势差的关系

1．关系式：UAB＝______________.

2．关系推导：设电荷q在电场中从A点移动到B点，则

WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝____________，

则UAB＝.

例2.在电场中把一个电荷量为－6×10－8 C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5 J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功为4.5×10－5 J，求：

（1）A与C两点间的电势差。

（2）取C点为电势零点时，A、B的电势分别为多大？

（3）在同一条电场线上定性地标出A、B、C三点的位置。

【典型例题】

1.在某电场中的A、B间移动电量为q的电荷时，电荷的电势能减少量跟电荷电量的比值为5.0V，如果在A、B间移动电量为2q的电荷时，AB两点间电势差为多少？如果没有在AB间移动电荷，这时A、B间电势差为多少？

2.如图所示，点电荷Q形成电场，现把一个q＝－2.0×10-8C试探电荷由无穷远处分别移到电场中的A、B、C三点，电场力做功为6.0×10-7J、4.0×10-7J、1.0×10-7J，以无穷远处为零电势点，这三点的电势分别为多少？若选择B点为零电势点，这三点的电势又分别为多少？

3.如图所示，在场强为E的匀强电场中，一电子（电量为e，质量为m）从电场中的A点沿电场线方向以速度v0运动，到达B点是时速度为零，求：

⑴A、B两点间电势差UAB为多少？哪点电势高？

⑵电子从A点运动到B点所用时间为多少？

⑶A、B两点间距离为多大？

【课堂检测】

1. （多选）下列说法正确的是(　　)

A.A、B两点的电势差等于将正电荷从A点移到B点时电场力所做的功

B.电势差是一个标量，但是有正值与负值之分

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UAB＝UBA

2.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＝－200 V，则A、B、C三点的电势高低关系为(　　)

A.φA>φB>φC   B.φA<φC<φB  C.φC>φA>φB   D.φC>φB>φA