2.电势差 课标定位 1.理解电势差的概念,理解电势差与零电势点的选择无关。 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。 3.会用UAB=φA-φB及 进行有关计算。 4.了解等势面的概念。 素养阐释 1.通过类比高度差,理解电势差的含义,从而形成物理观念。 2.通过推导,理解静电力做功与电势差的关系,培养科学思维。 3.理解等势面的含义及其与电场线的关系,培养物理观念。 自主预习·新知导学 合作探究·释疑解惑 课 堂 小 结 随 堂 练 习 自主预习·新知导学 一、电势差 1.概念:在电场中,两点之间电势的差值叫作电势差,也叫电压。 2.公式:UAB= φA-φB 。 3.电势差的正负 电势差是标量,但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低,所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。 5.电势差由什么来决定?与电场中有无试探电荷是否有关?与零电势位置的选取有关吗? 提示:电势差由电场中的两点位置来决定,与有无试探电荷无关,与零电势位置的选取也无关。 二、等势面 1.概念:在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。 3.在电场中实际存在等势面吗? 提示:等势面和电场线一样,是为形象地描述电场而虚拟的,在电场中等势面实际上是不存在的。 【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。 (1)电场中任意两点的电势差,均与是否放入试探电荷无关。 ( ) (2)若UAB>0,说明φA>φB,但无法判断φA、φB的正负。( ) (3)若电场中两点间的电势差UAB=1 V,则将单位电荷从A点移到B点,静电力做功为1 J。( ) (4)等势面上,不仅各点电势相同,电场强度也一定相同。 ( ) √ √ × × 2.为何说当电荷沿等势面移动时,静电力不做功? 提示:由于电场线与等势面垂直,即电荷所受的静电力与等势面垂直,所以当电荷沿等势面移动时,静电力方向始终与速度方向垂直,静电力不做功。 合作探究·释疑解惑 知识点一 知识点二 知识点三 对电势差的理解 问题引领 如图所示,A、B、C为同一电场线上的三点,取B点电势为零时,A点的电势φA=8 V,C点的电势φC=-6 V。 ? (1)A、C两点的电势差UAC是多少?C、A两点的电势差UCA是多少? (2)若取C点为零电势点,则UAC是多少?φA、φB又各是多少? (3)选取不同的零电势参考面,电场中某点的电势、两点间的电势差也会随之而改变吗? 提示:(1)UAC=φA-φC=14 V,UCA=φC-φA=-14 V。 (2)UAC=14 V,φA=14 V,φB=6 V。 (3)电场中某点的电势随之而改变,两点间的电势差不变。 归纳提升 1.对电势差的说明 (1)电势差UAB由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷q的电荷量和静电力做的功WAB无关。 (2)电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低,若UAB>0,则φA>φB;若UAB<0,则φA<φB。 (3)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 典型例题 【例题1】 电场中有a、b两点,a点电势为2 V,电荷量为2×10-8 C的负离子仅在静电力作用下从a运动到b的过程中,静电力做正功4×10-8 J,则( ) A.b点电势是2 V B.a、b两点中,b点电势较高 C.此电荷的电势能增加 D.该电荷速度可能减小 答案:B 电势差求解技巧 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UAD=UAB+UBC+UCD,UAB=-UBA。 【变式训练1】 在电场中A、B两点间电势差UAB=75 V,B、C两点间电势差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 答案:C 解析:因为UAB=φA-φB=75 V>0,所以φA>φB; 因为UBC=φB-φC=-200 V<0,所以φB<φC; 又因为UAC=UAB+UBC=75 V+(-200 V)=-125 V<0, 所以φA<φC,则φC>φA>φB,C正确。 ... ...
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