第1章第5节 电势差
【知识与技能】
1、理解电势差是描述电场的能的性质的物理量
2、知道电势差与电势零点的选取无关熟练应用其概念及定义式进行相关的计算
3、知道电势与电势差的关系
【过程与方法】
培养学生的分析能力抽象思维的能力综合能力
【情感态度与价值观】
通过对原有知识的加工对新旧知识的类比、概括培养学生知识自我更新的能力
【教学过程】
★重难点一、电势和电势差★
1．定义：
电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压．
2．公式：
UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA
3．单位：伏特，符号是V.
4．理解电势差的注意事项
(1)电势差是表示电场能的性质的物理量，只由电场本身的性质决定．电场中电势是相对的，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关；
(2)讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点的电势差．A、B间的电势差记为UAB，而B、A间的电势差记为UBA，且UAB＝－UBA；
(3)电势差是标量，但电势差有正、负之分，且电势差的正、负表示电场中两点电势的高低，如UAB＝－6 V，表示A点的电势比B点的电势低6 V.
5．电势差与电势的区别和联系(1)
电势φ
电势差UAB＝φA－φB
区别
(1)(电场中某点的)电势与电势零点的选取有关(一般取无限远处或地球表面的电势为零电势)
(2)电势由电场本身决定，反映电场的能的性质
(3)相对量
(1)(电场中两点间的)电势差与电势零点的选取无关
(2)电势差由电场和这两点间的位置决定
(3)绝对量
(4)标量，可正可负，正负号反映了φA、
(4)标量，可正可负，正负号相对电势零点而言
φB的高低
联系
(1)电场中某点的电势在数值上等于该点与电势零点之间的电势差
(2)电势与电势差的单位相同，皆为伏特(V)
电势和电势差的区别与联系(2)
电势φ
电势差U
区
别
定义
电势能与电量比值：φ＝
电场力做功与电量比值：U＝
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
有，与零势能点选取有关
无，与零势能点选取无关
联
系
数值关系
UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA
单位
相同，均是伏特(V)，常用还有kV，mV等
标矢性
都是标量，但均具有正负
物理意义
均是描述电场能的性质的物理量
【特别提醒】电势差等于两点的电势之差，反过来，某点电势也可看成该点与零电势点的电势差，φA＝UAO，φO＝0.
【典型例题】如图所示，电场中a、b、c三点，ab＝bc，则把点电荷＋q从a点经b点移到c点的过程中，电场力做功的大小关系有( )
A．Wab＞Wbc B． Wab＝Wbc C．Wab＜Wbc D．无法比较
【答案】C
★重难点二、电势差与静电力做功的关系★
一、电势差与静电力做功的关系
1．推导：电荷q从电场中A点移到B点，由静电力做功与电势能变化的关系可得WAB＝EpA－EpB，由电势能与电势的关系φ＝可得EpA＝qφA，EpB＝qφB．所以WAB＝q(φA－φB)＝qUAB
，所以有UAB＝.
即电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷q的比值．
二、对公式UAB＝的理解
1．由UAB＝可以看出，UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做的功WAB。若单位正电荷做正功，UAB为正值；若单位正电荷做负功，UAB为负值。
2．公式UAB＝不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是可以利用WAB、q来测量A、B两点间的电势差UAB。
3．公式UAB＝适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是电场力的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功。
4．公式UAB＝中各量均有正负，计算中W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。
三、电场力做功的求解四法
四种求法
表达式
注意问题
功的定义
W＝Fd＝qEd
(1)适用于匀强电场
(2)d表示沿电场线方向的距离
功能关系
WAB＝EPA－EPB＝－ΔEP
(1)既适用于匀强电场也适用于非匀强电场
(2)既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况
电势差法
WAB＝qUAB
动能定理
W静电力＋W其他力＝ΔEk
【特别提醒】
用WAB＝qUAB求电场力做功时，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，对于静电力是变力时，也同样适用。
【典型例题】将一个电荷量为－2×10－8 C的点电荷从零电势点S移到M点，要克服电场力做功4×10－8 J；从M点移到N点，电场力做功为14×10－8 J，求M、N两点的电势．
【答案】－2 V 5 V
【解析】S、M两点间的电势差为：
因φS＝0 由USM＝φS－φM可得：φM＝－2 V
M、N两点间的电势差为：
由UMN＝φM－φN得：φN＝5 V
微信/支付宝扫码支付