高中物理第一章第5节电势差导学案（含解析）新人教版选修3_1

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1、第五节　电势差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公式，知道电势差的正负号与电势高低之间的对应关系．3．知道静电力做功与电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算．一、电势差1．定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压．2．公式：电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则⇒UAB与UBA的关系为UAB＝－UBA.3．电势差的正负UAB为正值：A点电势比B点高．UAB为负值：A点电势比B点低．4．单位：在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为伏特，符号

2、V.[想一想]　1.(1)电势差是矢量还是标量？它的正负表示什么含义？(2)电场中两点的电势差，与零势面的选取有关吗？提示：(1)标量.若UMN＞0，表示M点的电势高于N点的电势；若UMN＜0，表示M点的电势低于N点的电势.(2)无关.二、电势差与静电力做功的关系1．推导：⇒WAB＝EpA－EpB⇒UAB＝.2．结论：静电力做功与路径无关，只与初、末位置的电势差有关．[判一判]　2.(1)WAB>0说明电荷从A点移到B点的过程中静电力做正功．(　　)(2)UAB>0说明从A到B电势升高．(　　)(3)WAB越

3、大，UAB越大，UAB与WAB成正比．(　　)提示：(1)√　(2)×　(3)×　　　　　　　对电势差的理解1．电势差(1)电场中两点的电势差，由电场本身的初末位置决定．在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值；与零电势点的选取无关，即有绝对性．(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之间的电势差记为UBA.且UAB＝－UBA.(3)电势差是标量，但电势差有正、负，且电势差的正、负表示电场中两点电势的高低，如UAB＝－6V，表示B点的电势比

4、A点的电势高6V.2．电势与电势差的区别与联系电势φ电势差UAB＝φA－φB区别(1)电势能与电量比值φ＝(2)(电场中某点的)电势与零电势点的选取有关(一般取无限远处或地球表面的电势为零电势)(3)电势由电场本身决定，反映电场的能的性质(4)相对量(5)标量，可正可负，正负号相对零电势面而言(1)电场力做功与电量比值U＝(2)(电场中两点间的)电势差与零电势点的选取无关(3)电势差由电场和这两点间的位置决定(4)绝对量(5)标量，可正可负，正负号反映了φA、φB的高低联系(1)电场中某点的电势在数值上等于该

5、点与零电势点之间的电势差(2)电势与电势差的单位相同，皆为伏特(V)特别提醒：理解电势差的概念时应注意以下两点：(1)电势、电势差、电场强度三者间不能由其中一个物理量确定其余两个物理量．例如，电势高(或低)时，电势差不一定大(或小)，电场强度不一定大(或小)．(2)电势差与高度差有很多相似之处，理解时两者可加以类比．在电场中A、B两点间的电势差UAB＝75V，B、C两点间的电势差UBC＝－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>φ

6、BD．φC>φB>φA[思路探究]　电势差的正负号的物理意义是什么？[解析]　由UAB＝φA－φB知UAB＝75V表示φA比φB高75V，UBC＝－200V，表示φC比φB高200V，所以三点电势高低为φC>φA>φB，故选C.[答案]　C借题发挥(1)谈到电势差时，必须明确所指的是哪两点(两位置)的电势差．A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA，UAB≠UBA，在这里一定要注意下标及下标顺序！(2)电势差的正负号表示电势高低．1.如图所示，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10V

7、、6V和－2V，则UAB＝______，UBC＝______，UCA＝______.　解析：在题图中，A、B两点在同一等势面上，则有φA＝φB，故UAB＝φA－φB＝10V－10V＝0，B、C间的电势差为UBC＝φB－φC＝10V－(－2V)＝12V，C、A间的电势差为UCA＝φC－φA＝－2V－10V＝－12V.答案：0　12V　－12V　　　　　　　静电力做功和电势差的关系1．对公式WAB＝qUAB和UAB＝的理解(1)对WAB＝qUAB的理解：W由q及两点间电势差来决定．W∝q，W∝U.(2)对UAB＝

8、的理解：A、B两点间的电势差，数值上等于单位正电荷由A移到B时，电场力所做的功WAB，但电势差的大小只由电场中A、B的位置决定，与q、W无关．2．静电力做功的计算方法(1)功的定义法：WAB＝qElcosα＝qEd，d是沿电场方向的位移．(2)电势差法：WAB＝qUAB.(3)功能关系法：WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB.(4)动能定理法：WAB＋W其他力＝ΔEk.说明：(1)式只适用于匀强电场，(