2018-2019学年高中物理粤教版选修3-1课件：第一章 第四节 电势和电势差
2． 把带电荷量 q＝2.0×10－5 C 的点电荷， 从电场中 A 点移到 B 点，静电力做功 4.0×10－3 J；从 B 点移到 C 点，电荷克服 静电力做了 6.0×10
－3
J 的功。求 A、B 两点间，B、C 两点
间及 C、A 两点间的电势差分别为多少？ －3 WAB 4.0×10 解析：由公式 UAB＝ q ＝ － V＝200 V， 2.0×10 5
(3)A 电荷的电势能 EpA＝3 J，B 电荷的电势能 EpB＝－4 J，则 EpA＞EpB。 (4)等差等势面的疏密可以表示电场的强弱。 (5)同一电荷在同一等势面上一定具有相同的电势能。 (6)电荷由高等势面移到低等势面，电场力做正功。 (√ ) (√ ) (√ ) ( ×)
2．合作探究——议一议 (1)电荷的电势能只能在大地或无穷远处为零吗？
(3)电势差的正负表示什么？UAB>0 表示什么？UAB<0 表示什 么？电势的正负表示什么？φA>0 说明了什么？
提示：(1)电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低。 (2)若 UAB>0，则 φA>φB。 (3)若 UAB<0，则 φA<φB。 (4)电势的正负表示比零电势点的电势高还是低。 (5)φA>0 说明 A 点电势高于零电势点电势。
1．关于电势差的说法中，正确的是 所做的功
(
)
A．两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力 B．电荷量为 1 C 的电荷从电场中一点移动到另一点，若电场力 做了 1 J 的功，这两点间的电势差就是 1 V C．在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势 差无关 D． 两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电荷量成反比 WAB 解析：根据电势差的定义式 UAB＝ q 可知 B 正确，A、C 错误； 答案：B 电场中两点间的电势差与放入的电荷无关，D 项错误。
提示：零电势能位置的选取是任意的，但通常选取大地或 无穷远处为零电势能位置。不论电荷为何种电性或电荷量 有多大，电荷在零电势能位置的电势能都为零。
(2)正电荷的电势能一定大于负电荷的电势能吗？
提示：不一定。对正电荷，电势越高处电势能越大，电势 越低处电势能越小；对负电荷，电势越高处电势能越小， 电势越低处电势能越大。
电场力做功和电势差的关系
[典例]
如图 141 所示的匀强电场中， 有 a、
b、c 三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中 ab 沿电 场线方向，bc 和电场线方向成 60°角，一个电 荷量为 q＝4×10－8 C 的正电荷从 a 移到 b， 电场 力做功为 W1＝1.2×10
－7
J。求：
图 141
3．电势与电势差 电场中任意两点 A、B 间的电势差可表示为 UAB＝ φA－φB ， 若 UAB 为正值，表示 A 点的电势比 B 点的电势 高 ，若 UAB 为负 值，表示 A 点的电势比 B 点的电势 低 。
三、等势面 1．定义 电场中电势 相等 的点构成的曲面。
2．等势面与电场强弱的关系 等势面密的地方电场 较强 ，等势面疏的地方电场 较弱 。
一、电势差 1．电场力做功的特点 电场力做功与电荷移动的 路径 无关，只与电荷的 初末位置 有关，可见电场力做功与 重力 做功相似。
2．电场力做功与电势能的关系 电场力所做的功等于电势能 Ep 的 减少 量，用公式表示 WAB
EpA－EpB 。 ＝__________
3．电势差 (1)定义：电荷在电场中 A、B 两点间移动时电场力对电荷做 的 功 与电荷所带 电荷量 的比值。
3．几种典型电场的等势面(方便学习，集中排列)
项目 图形
点电荷
等量异种点电荷
等量同种点电荷
特点
以点电荷为球 心的一簇球面
两簇对称的曲面
两簇对称的曲面
项目
Hale Waihona Puke 匀强电场形状不规则的带电导体
图形
特点
垂直于电场线的一簇 平面
不规则曲面
1．自主思考——判一判 (1)重力做功与路径无关，而电场力做功与路径有关。 (2)电场力对电荷做正功时，电荷具有的电势能将减少。 (× ) (√ )
(1)匀强电场的场强 E。 (2)电荷从 b 移到 c，电场力做的功 W2。 (3)a、c 两点间的电势差 Uac。
[思路点拨]
W1＝qEd1 a 到 b：――――→ 电场强度E
W2＝qEd2cos 60° b 到 c：――――――――→ 电场力做功W2 W＝W1＋W2 W＝Uacq a 到 c： ――――――――→ 电势差Uac
第四节
电势和电势差
1. 电场力做功与电荷移动的路径无关，只由电 荷的始末位置决定。 2． 电场力所做的功 WAB 等于电势能 Ep 的减少量， 即：WAB＝EpA－EpB。
WAB EpA WAB 3．电势差 UAB＝ ，电势 φA＝ ＝ (B 点电势 q q q
为零)。 4．电势差 UAB＝φA－φB。 5．电场中电势相等的点构成等势面。等势面密 的地方电场较强， 等势面疏的地方电场较弱。
WAB (2)公式：UAB＝ q 。
(3)单位：国际单位制中，电势差的单位是 伏特 ，简称 伏 ， 符号是 V 。 (4)电势差可以是 正 值，也可以是 负 值，电势差也叫做这 两点间的电压。
二、电势 1．概念 规定 P 点的电势为零，则电场中任意一点 A 的电势，数值 上等于把单位正电荷从 A 点移动到参考点 P 时电场力所做的
WAP 功 ___。如果用 φA 表示 A 点的电势，则有 φA＝ q
[注]
。
EpA 因为 WAP＝EpA－EpP＝EpA，所以 φA＝ q ，即电势
等于电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
2．单位及矢标性 电势的单位与电势差的单位一样， 也是伏特 。 电势只有大 小，没有方向，是标量。
[答案]
(1)60 V/m (2)1.44×10－7J (3)6.6 V
WAB 利用公式 UAB＝ q 和 WAB＝qUAB 时，各量的正、负号有 两种处理办法： (1)带正、负号进行运算，根据计算结果的正负判断电势 高低或功的正、负。 (2)只将绝对值代入公式运算，例如计算 WAB，无论 q、 UAB 正负， 只将它们的绝对值代入公式。 若要知道 WAB 的正负， 可根据静电力方向和位移方向的夹角判定。
(粤教版)选修3-1物理：第1章-电场《电势和电势差》ppt课件
2.类比重力做功与重力势能变化的关系，静电力做正功，电势能如何变化？静
电力做负功，电势能如何变化？静电力做功与电势能变化有怎样的数量关系？
答案 静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加．
静电力做功的值等于电势能的变化量，即：WAB＝EpA－EpB [要点提炼] 1.电场力做功的特点 电场力对某电荷所做的功,与该电荷的初末位置有关，与电荷经过的路径无关. (1)虽然此结论从匀强电场中推导出来，但也适用于非匀强电场. (2)电场力做功与重力做功相似，只要初末位置确定了，移动电荷做的功就是 确定值. 2.电场力做功与电势能变化的关系 电场力做正功，电势能减少,减少的电势能等于电场力做的功.电场力做负功， 电势能增加，增加的电势能等于克服电场力做的功，公式表达为WAB＝EpA－ EpB. 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
学案5 电势和电势差
[延伸思考] 当正电荷顺着电场线运动时，静电力做什么功？电势能是增 加还是减少？当负电荷顺着电场线运动时，静电力做什么功？电势能是增
加还是减少？
v
F
E
W1>0, Ep↓
v
F
E
W2<0, Ep↑
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
学案5 电势和电势差 二、电势
相对量，要与零势能点比较 如图所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A 点距O点为l，AO连线与电场线的夹角为θ.电荷量分别为 q和2q的试探电荷在A点的电势能为多少？电势能与电荷 量的比值各是多少？ 答案 由EpA－EpO＝WAO＝Eqlcos θ，得：q和2q在A点的电势能分别为Eqlcos θ、 2Eqlcos θ；Ep/q相同，都为Elcos θ.
粤教版高中物理选修3-1第一章电场四节
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第四节 电势和电势差1．静电力做功与电势能变化的关系静电力做正功，电荷的电势能一定减少，静电力做负功时，电荷的电势能一定增加，静电力做的功是电荷电势能变化的量度，若电荷在电场中从A 点移动到B 点，则W AB ＝E P A －E P B .2．在电场中两点间移动电荷，电场力的功与所移动电荷的电荷量的比值叫这两点的电势差，也叫这两点的电压，单位是伏特，符号为V ，如果电场力把电荷量为1 C 的正电荷从A 点移动到B 点时所做的功为1 J ，则A 、B 两点间的电势差就是1_V ，U AB ＝φA －φB ，U BA ＝φB －φA ，因而U AB ＝－U BA .3．电势差是标量．电势差有正负，电势差的正负表示电场中两点电势的高低，若U AB >0，则φA >φB .如U AB ＝－5 V ，说明A 点的电势比B 点的电势低5 V.4．电场中某点的电势在数值上等于把单位正电荷从该点移到参考点时电场力所做的功，即φA ＝W AP q ，单位是V.电势的大小仅由电场本身决定，与电荷q 的大小、电性无关．电势是标量，但有正负之分，电势降落最快的方向就是电场线的方向．5．电场中电势相等的各点构成的面叫等势面，等势面的疏密反映电场的强弱，等势面密的地方电场强，等势面稀的地方电场弱．6．(双选)下列说法正确的是( )A ．电荷从电场中的A 点运动到了B 点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同B ．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则说明电场力做功为零C ．正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功D ．电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案 BC解析 电场力做的功和电荷的运动路径无关，所以选项A 错误；电场力做功只和电荷的初末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，电场力做功为零，B 正确；正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同，故电场力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功，C 正确；电荷在电场中运动，虽然有电场力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律，D 错．7．(双选)某电场中，点电荷从a 点移到b 点，电场力做功为零，则( )A ．a 、b 两点的场强一定相等B ．a 、b 两点间的电势差一定为零C ．a 、b 两点的电势一定相等D ．电荷所受到的电场力总是垂直于其移动方向答案 BC解析 电荷在电场中移动过程中，电场力做功为零，则其电势能不变，电荷在初末两位置的电势能相等，因此电荷所在的初末两位置电势相等，但初末两位置间场强不一定相等．虽然电场力做功为零，但不一定在移动时电荷运动方向总是与电场力方向垂直，因为电场力做功为零可以由多种可能的运动路径造成．8．对于电场中A 、B 两点，下列说法正确的是( )A ．电势差的定义式U AB ＝W AB /q ，说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比，与移动电荷的电荷量q 成反比B ．A 、B 两点间的电势差等于将正电荷从A 点移到B 点电场力所做的功C ．将1 C 电荷从A 点移到B 点，电场力做1 J 的功，这两点间的电势差为1 VD ．电荷由A 点移到B 点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功答案 C解析 根据电势差的定义，电场中两点间的电势差在数值上等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功，仅由电场及两点位置决定，与移动的电荷量及做功的多少无关，即U ＝W q是比值定义式，所以A 错， B 错，C 对．电势能的变化唯一决定于电场力做的功，与其他力是否做功，做多少功无关，D 错．9．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：A 与C 两点间的电势差．答案 －250 V解析 把电荷从A 移到C 电场力做功W AC ＝W AB ＋W BC ＝－3×10－5 J ＋4.5×10－5 J ＝1.5×10－5 J.则A 、C 间的电势差U AC ＝W AC q ＝1.5×10－5－6×10－8V ＝－250 V .【概念规律练】知识点一 电场力做功的特点1．如图1所示，在电场强度为E 的匀强电场中有相距为L 的A 、B 两点，连线AB 与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点．若沿直线AB 移动该电荷，电场力做的功W 1＝________；若沿路径ACB 移动该电荷，电场力做的功W 2＝________；若沿曲线ADB 移动该电荷，电场力做的功W 3＝________.由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是____________________．图1答案 qEL cos θ qEL cos θ qEL cos θ 电场力做功的大小与电荷经过的路径无关，只与电荷的初末位置有关解析 路径AB 、ACB 、曲线ADB 在电场线方向上的投影都是BC ＝L cos θ.因此沿这三条路径电荷由A 运动到B ，电场力做的功都是qEL cos θ.因此电场力做功的特点是：与电荷经过的路径无关，只与电荷的初末位置有关．点评 电场力做功的大小与电荷经过的路径无关，只与电荷的始末位置有关．知识点二 电场力做功与电势能变化的关系2．(双选)如图2所示，虚线a 、b 和c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa 、φb 和φc ，φa >φb >φc ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN 所示．由图可知( )图2A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功C．粒子从K到L的过程中，电势能增加D．粒子从L到M的过程中，动能减少答案AC解析因为运动的粒子带正电，从其轨迹弯曲情况可判定受到的是库仑斥力，所以场源电荷必定为正电荷，即电势高低关系为φa>φb>φc.因此φK＝φN<φM<φL.所以由K到L过程中电场力做负功，电势能增加，A、C正确．由L到M过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，B、D错误．点评(1)电场力做功与路径无关，所以当电场中两点的位置确定后，在两点间移动电荷时电场力做功是确定的值，也就是说电荷的电势能变化量是确定的．(2)电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，其他力做功不会引起电势能的变化．(3)电场力对电荷做正功，电势能一定减少；电场力对电荷做负功，电势能一定增加．电场力做了多少正功，电势能就减少多少；电场力做了多少负功，电势能就增加多少．3．(双选)如图3所示，两个等量的正电荷分别置于P、Q两位置，在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点，另有一试探电荷q，则()图3A．若q是正电荷，q在N点的电势能比在M点的电势能大B．若q是负电荷，q在M点的电势能比在N点的电势能大C．无论q是正电荷，还是负电荷，q在M、N两点的电势能一样大D．无论q是正电荷还是负电荷，q在M点的电势能都比在N点的电势能小答案AB解析由两个等量的正点电荷周围的电场线的分布情况可知，两点电荷连线的中垂线上的电场方向是：由连线的中点沿中垂线指向无穷远处．正电荷从N点移到M点，电场力做正功，电势能减小；负电荷从N点移到M点，电场力做负功，电势能增大．选项A、B正确．知识点三电势差4．(双选)下列说法正确的是()A．电势差与电势一样，是相对量，与零点的选取有关B．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分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，不随零电势点的不同而改变，所以U AB＝U BA答案BC解析电势差的大小与零电势点的选取无关，故A错．从电势差的特性可知电势差是标量，有正负之分，B项正确．从电场力做功的特点及电势差的定义可知两点间的电势差只与两点间的位置有关，C项正确．最易错的是把电势差与电压相混淆，电势差可以反映出两点电势的高低，U AB＝－U BA，而电压只是电势差的大小，故D项错误．点评电势差仅由电场及两点在电场中的位置决定，与零电势点的选取无关．5．将一个电荷量为10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做功2×10－6 J ．从C 点移到D 点，电场力做功7×10－6 J ，若已知B 点比C 点电势高3 V ，则U DA ＝______.答案 2 V解析 由负电荷从电场中A 点移到B 点克服电场力做功，从C 点移到D 点电场力做正功知：A 点电势高于B 点，C 点电势低于D 点．有：U AB ＝W q ＝－2×10－6－10－6 V ＝2 V ，U CD ＝W q ＝7×10－6－10－6V ＝－7 V ，即U AB ＝φA －φB ＝2 V ，U CD ＝φC －φD ＝－7 V ，U BC ＝φB －φC ＝3 V ，则U DA ＝φD －φA ＝－(U AB ＋U BC ＋U CD )＝2 V .点评 (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，与W AB 和q 无关．(2)电势差和静电力做功密切相关，由公式U AB ＝W AB q看出，电势差在数值上等于移动单位正电荷时静电力所做的功．(3)利用公式U AB ＝W AB q和W AB ＝qU AB 时，各量的正负号有两种处理办法： ①带正负号进行运算，根据计算结果的正负判断电势高低或功的正负．②只将绝对值代入公式运算，例如计算W AB ，无论q 、U AB 正负，只将它们的绝对值代入公式，若要知道W AB 的正负，可根据静电力方向和位移方向的夹角来判定．知识点四 电势6．(双选)关于电势，下列说法正确的是( )A ．电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷由该点移动到零电势点时，电场力所做的功B ．电场中某点的电势与零电势点的选取无关C ．由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低D ．电势是描述电场能的性质的物理量答案 AD解析 由电势的定义可知A 正确．由于电势是相对量，电势的大小与零电势点的选取有关，故B 错误．虽然电势是相对的，但电势的高低是绝对的，因此C 错误．电势与电势能相联系，它是描述电场能的性质的物理量，故D 正确．点评 (1)电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关．(2)电势是相对的，电势零点的选取是任意的，但以方便为原则．如果没有特别规定，一般选无穷远或大地的电势为零．(3)电势是标量，只有大小，没有方向，在规定了零电势点后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值，正值表示该点电势比零电势点电势高，负值表示该点电势比零电势点电势低，所以，同一电场中，正电势一定高于负电势．【方法技巧练】一、电场中电势高低的判断方法7．在静电场中，把一个电荷量q ＝2.0×10－5 C 的负电荷由M 点移到N 点，静电力做功6.0×10－4 J ，由N 点移到P 点，静电力做负功1.0×10－3 J ，则M 、N 、P 三点电势高低关系是怎样的？答案 φN >φM >φPN 静电力做正功，而负电荷受静电力与场强方向相反，即逆着电场线移动，则可确定N 点在M 点左侧．由N →N 静电力做正功，而负电荷受静电力与场强方向相反，即逆着电场线移动，则可确定N 点在M 点左侧．由N →P 静电力做负功，即沿着电场线方向移动，又因1.0×10－3 J>6.0×10－4 J ，所以肯定移过了M 点，所以P 点位于M 点右侧．这样，M 、N 、P 三点电势的高低关系是φN >φM >φP .方法总结 电场中两点电势高低的比较方法：(1)根据电场力做功判断①在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势是降低的；如果电场力做负功，则电势升高．②在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高；如果电场力做负功，则电势降低．(2)根据电场线确定电场线的方向就是电势降低最快的方向．(3)根据电荷电势能的变化判断①在两点间移动正电荷，如果电势能增加，则电势升高；如果电势能减少，则电势降低．②在两点间移动负电荷，如果电势能增加，则电势降低；如果电势能减少，则电势升高．二、电势差与电场力做功的关系8．关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是()A．电势差的大小由在两点间移动电荷时电场力做的功和电荷的电荷量决定B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C．电势差是矢量，电场力做的功是标量D．电场中两点间的电势差等于电场力做的功，电荷的电势能减小答案 B解析本题主要考查电势差的概念及电场力做功与电势差的关系．电势差的大小由电场本身的因素决定，与移动电荷的电荷量及移动电荷所做的功无关，A项错．由W AB＝qU AB 知，B项对．电势差、电场力做的功都是标量，C项错．电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功，D项错，因此正确选项为B.9. 如图4所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻等势面间距离为2 cm，已知U AC＝60 V，求：图4(1)设B点电势为零，求A、C、D、P点的电势；(2)将q＝－1.0×10－10 C的点电荷由A移到D电场力所做的功W AD；(3)将q＝1.0×10－10C的点电荷由B移到C，再经过D最后回到P，电场力所做的功W BCDP.答案(1)φA＝30 V，φC＝－30 V，φD＝－60 V，φP＝0(2)W AD＝－9.0×10－9 J(3)W BCDP＝0解析(1)由题意可知φP＝φB＝0U AC＝60 V，U AB＝U BC，所以U AB＝φA－0＝30 V则φA＝30 V，同理φC＝－30 V，φD＝－60 V(2)由做功的公式得：W AD＝qU AD＝q(φA－φD)＝－9.0×10－9 J(3)由于电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，所以做功为W BCDP＝qU BP＝0.方法总结利用W AB＝qU AB计算时，公式中W AB、q、U AB均可以有正、负，注意各物理量用正、负值代入．电场力对电荷所做的功只与初末位置有关，与路径无关．1．(双选)下列关于电势高低的判断，正确的是()A．负电荷从A点移到B点时，电场力做负功，A点的电势一定较高B．负电荷从A点移到B点时，电势能增加，A点的电势一定较低C．正电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点的电势一定较低D．正电荷只在电场力作用下，从A点移到B点，A点的电势一定较高答案AC2．若带正电荷的运动小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内()A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动答案 D解析由于不知小球的初速度情况，故不能确定小球运动方向．3．关于静电场，下列结论普遍成立的是()A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零答案 C解析在静电场中，电势沿着电场线逐渐降低，场强方向是电势降低最快的方向，场强的大小与电场线分布疏密有关，与电势高低无关，故A项错误，C项正确．电场中两点间的电势差既与场强有关又与两点间距离有关，B项错误．场强为零的一点到场强为零的另一点间的电势差不一定为零，故电场力做功不一定为零．比如，在两个等量同种点电荷形成的电场中，电场的中心点与边缘点之间，故D项错误．4．如图5所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成如图所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是()图5A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力沿电场方向C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子在电场中的电势能始终在增加答案 C解析粒子带负电，所受电场力沿电场反方向，在接近M点的过程中电场力做负功，离开M点的过程中电场力做正功，所以在M点粒子的速率应该最小，A、B错误，粒子在匀强电场中运动，所受电场力不变，加速度不变，C正确，因为动能先减小后增加，所以电势能先增加后减小，D错误．5．某电场的部分电场线如图6所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹(图中虚线)上的两点，下列说法中正确的是()图6A．粒子一定是从B点向A点运动B．粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D．电场中A点的电势高于B点的电势答案 C6．(双选)一电子飞经电场中A、B两点，电子在A点电势能为4.8×10－17 J，动能为3.2×10－17 J，电子经过B点时电势能为3.2×10－17 J，如果电子只受静电力作用，则() A．电子在B点时动能为4.8×10－17 JB．由A点到B点静电力做功为100 eVC．电子在B点时动能为1.6×10－17 JD ．A 、B 两点间的电势差为100 V答案 AB7．(双选)空间存在匀强电场，有一电荷量q (q >0)、质量m 的粒子从O 点以速率v 0射入电场，运动到A 点时速率为2v 0.现有另一电荷为－q 、质量为m 的粒子以速率2v 0仍从O 点射入该电场，运动到B 点时速率为3v 0.若忽略重力的影响，则( )A ．在O 、A 、B 三点中，B 点电势最高B ．在O 、A 、B 三点中， A 点电势最高C ．OA 间的电势差比BO 间的电势差大D ．OA 间的电势差比BA 间的电势差小答案 AD解析 根据电场力对正电荷做正功可得顺着电场线运动，电势降低，而对负电荷同样做正功，电势升高，A 对，B 错；根据动能定理可以得O 到A 做的功小于O 到B 的，故C 错，D 正确．8．(双选)如图7所示，在x 轴上关于原点O 对称的两点固定放置等量异种点电荷＋Q 和－Q ，x 轴上的P 点位于－Q 的右侧．下列判断正确的是( )图7A ．在x 轴上还有一点与P 点电场强度相同B ．在x 轴上还有两点与P 点电场强度相同C ．若将一试探电荷＋Q 从P 点移至O 点，电势能增大D ．若将一试探电荷＋Q 从P 点移至O 点，电势能减小答案 AC解析 在＋Q 、－Q 连线上及延长线上三个区间内场强方向如图所示，由对称关系可知，在Q 左侧与P (－Q )间等距的P ′点应与P 点场强相同，故选项A 正确．(－Q )做正功W 1，由(－Q )→(－Q )做正功W 1，由(－Q )→O 电场力做负功W 2，由上面分析知，|W 2|>W 1，故电势能增大．C 正确．9．如图8所示是一匀强电场，已知场强E ＝2×102 N/C ，现让一个电荷量为q ＝－4×10－8 C 的电荷沿电场方向从M 点移到N 点，MN 间的距离l ＝30 cm.试求：(1)电荷从M 点移到N 点电势能的变化；(2)M 、N 两点间的电势差．图8答案 (1)电势能增加了2.4×10－6 J (2)60 V解析 (1)由图可知，负电荷在该电场中所受电场力F 为恒力，且方向向左．因此从M 点移到N 点，电荷克服电场力做功，电势能增加，增加的电势能ΔE 电等于电荷克服电场力做的功W .电荷克服电场力做功为W ＝qEl ＝4×10－8×2×102×0.3 J ＝2.4×10－6 J ，故电势能增加了2.4×10－6 J.(2)从M 点到N 点电场力对电荷做负功为W MN ＝－2.4×10－6 J ，则M 、N 两点间的电势差为U MN ＝W MN q ＝－2.4×10－6－4×10－8V ＝60 V ，即M 、N 两点间的电势差为60 V. 10．已知将电荷量为2.0×10－7 C 的正点电荷从电场中的M 点移到N 点时，静电力做功5.0×10－5 J ，将此点电荷从N 点移到无穷远处时，静电力做功为1.5×10－5 J ，则M 点的电势为多大？N 点的电势为多大？答案 325 V 75 V解析 U MN ＝W MN q ＝5.0×10－52.0×10－7 V ＝250 V ，φN ＝W q ＝1.5×10－52.0×10－7V ＝75 V ， φM －φN ＝250 V 得φM ＝325 V .11．有一带负电的点电荷，从电场中的A 点移到B 点时，克服电场力做功6×10－4 J ．从B 点移到C 点，电场力做功9×10－4 J ，问：(1)若以A 为零势能点，B 、C 两点的电势能各为多少？A 、C 间的电势能之差为多少？(2)若以B 为零势能点，A 、C 两点的电势能各为多少？A 、C 间的电势能之差为多少？ 答案 见解析解析 电场力做功和电势能变化的关系，既适用于正电荷，又适用于负电荷．(1)电荷从A 点移到B 点，克服电场力做功6×10－4 J ，电势能增加6×10－4 J ．故B 点电势能为6×10－4 J.从B 点移到C 点，电场力做功9×10－4 J ，电势能减少9×10－4 J ，故C 点电势能为－3×10－4 J.由于A 为零势能点，故A 、C 间的电势能之差为3×10－4 J.(2)由(1)知，以B 点为零势能点，电荷从A 点移到B 点，电势能增加6×10－4 J 后电势能成为零，故A 点电势能为－6×10－4 J.从B 点移到C 点，电势能减少9×10－4 J ，故C 点电势能为－9×10－4 J ．A 、C 间的电势能之差为3×10－4 J.。
高中物理 1.4 电势和电势差 粤教版选修3-1
(双选)如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次 有A、B、C三点，分别把＋q和－q的试探电荷依次放在三点 上，关于它们所具有的电势能的正确说法是( AD ) A．放上＋q时，它们的电势能EpA>EpB>EpC B．放上＋q时，它们的电势能EpA<EpB<EpC C．放上－q时，它们的电势能EpA>EpB>EpC D．放上－q时，它们的电势能EpA<EpB<EpC [思路点拨] 解决本题的关键点是理解电场力做功与电势能变 化的关系．
第一章 电场
第四节 电势和电势差
第一章 电场
学习目标 1.了解电场力做功的特点和电势能的概念． 2．理解电场力做功与电势能变化的关系． 3．理解电势差和电势的概念． 4．了解等势面的概念，知道电荷在等势面上运动电场力不做 功．
一、电势差
1．功等于力乘以力的方向上的位移，恒力的功与物体运动路 径无关．一位同学，不论他走楼梯下楼，还是坐电梯下楼,只 要是从同一楼层下到地面的，重力对该同学做的功就相同． 在匀强电场中某电荷受到的电场力也是恒力，做功时是不是 也具有上述特点？ 提示：是． 2．电场力做功和重力做功与各自相应势能的变化规律是否相 似？ 提示：相似 势能的变化量都等于各自相应力做功的负值．
1．电场力做功的特点 电场力始末位
置决定．
2．电场力做功与电势能的关系 电场力做的功等于____电__势__能_____的改变量．如果电场力做正 功，则电势能____减__少_______，如果电场力做负功，则电势能 __增__加______．用公式表示WAB＝__E_p_A_－__E_p_B_．
2．单位及矢标性 电势的单位与电势差的单位一样，也是___伏__特___．电势只有 大小，没有方向，是___标__量____．
2018-2019版物理新设计同步粤教版选修3-1课件：第一章 电场 第四节 精品
(1)电势和电势能具有相对性，与零势面的选择有关. (2)φ＝WqAP是电势的定义式.电场中某点处 φ 的大小是由电场本身决定的，与在 该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关. (3)由 φ＝WqAP求电势时，可将各物理量的“＋”、“－”直接代入计算，这样更 方便.
二、电势
1.定义：___单__位__正__电__荷______从A点移动到零势能点P时电场力所做的功. 2.公式：φ＝WqAP. 3.单位：__伏__特___，符号是___V___.
4.电势与电势差的关系：电场中任意两点A、B间的电势差可表示为UAB＝_φ_A_－__φ_B_， UBA＝__φ_B_－__φ_A__，UAB＝－UBA.
[目标定位] 1.知道电场力做功的特点；掌握电场力做功与电势能变化的关系. 2.理解电势差、电势、等势面、电势能的概念，知道零势面的选取原则.3.会用 UAB＝φA－φB 及 UAB＝WqAB进行有关计算.
一、电势差
1.电场力做功的特点：__电__场__力__做功与电荷移动的__路__径__无关.(如图1所示).
答案 A 解析 若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场力向右，则正电荷向B运 动，电场力做正功，电势能减少；若在C点无初速度地释放负电荷，负电荷所受电 场力向左，则负电荷向A运动，电场力做正功，电势能减少.
2.(电场力做功与电势差的关系)对于电场中 A、B 两点，下列说法正确的是( ) A.电势差的定义式 UAB＝WqAB，说明两点间的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 成 正比，与移动电荷的电荷量 q 成反比 B.A、B 两点间的电势差等于将正电荷从 A 点移到 B 点电场力所做的功 C.将 1 C 正电荷从 A 点移到 B 点，电场力做 1 J 的功，这两点间的电势差为 1 V D.电荷由 A 点移到 B 点的过程中，除受电场力外，还受其它力的作用，电荷电 势能的变化就不再等于电场力所做的功
高中物理 第四节：电势和电势差课件 粤教版选修3-1
则
B
A、B点的场强一定比A点的小
B、B点的电势一定比A点的低
C、将电荷从A点移到B点，电荷的电势能一定减小
D、A点的正电荷在只受电场力作用下一定沿电场线运动到B点
4、关于电势差UAB和电势φA 、φB的理解，正确的是 BD
A、UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB = φB − φA B、UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB = −UBA C、φA 、φB都有正负，所以电势是矢量 D、零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无 穷远处为零电势点
重力势能等于重力与高
A
B
度的乘积
Ep=qφ 类比:Ep=mgh
如图A、B两点的电势哪个高？正电 荷在哪个位置的电势能大？负电荷 在哪个位置的电势能大？
• 某电场中的一条直电场线，一电子从a点 由静止释放，它将沿直线向b点运动，下 列有关该电场情况的判断正确的是
• （A）该电场一定是匀强电场 • （B）场强Ea一定小于Eb • （C）电子具有的电势能εa一定大于
既然在同一等势面上任意两点移动电荷时电场力 不做功,则电场线和等势面垂直吗?
不做功意味着电场力的 方向与电荷移动的方向 垂直,则电场线一定垂直 等势面
等势面特性
1.等势面与电场 线处处垂直! 2.等势面密的地 方电场强!
3.在等势面上移动电荷电场力不做功.
4. 等势面不相交.
3、图为电场中的一条电场线，A、B为这条电场线上的两点，
点2、，关电于场对力U做AB的=功WA与B/电q 和量W的A比B 值= q相U同AB的理解，正确的是 BC
A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反 比 B、在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电 量q成正比 C、UAB与q、WAB无关，甚至与是否移动电荷都没有关系 D、WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关
2018-2019学年高二物理粤教版选修3-1课件：第1章 第4节
比较内容
定义 区别
电势φ
电势差U
Ep 电势能与电荷量的比值φ＝ q
W 电场力做功与电荷量比值U＝ q
由电场和场内两点位置决定 与零电势点的选取无关
决定因素 由电场和在电场中的位置决定 相对性 数值关系 与零电势点的选取有关
UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 相同，均是伏特(V)，常用单位还有kV、mV等 都是标量，但均具有正负 均是描述电场能的性质的物理量
答案
(2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，电场力做的功为多少？由此可得出
什么结论？
答案
W ＝ qE· |AM|. 电荷在匀强电场中经不同路径由 A 运动到 B ，电场力
做功相同.说明电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.
答案
(3)电场力做功将引起什么形式的能发生变化？电场力做功与该能变化有
什么关系？
第一章 电场
第四节
电势和电势差
[学习目标]
1.知道电场力做功的特点；掌握电场力做功与电势能变化的关系.
2.理解电势差、电势、等势面、电势能的概念；知道电势零点的选取
原则.
WAB 3.会用UAB＝φA－φB及UAB＝ 进行有关计算. q
内容索引
知识探究
新知探究 点点落实
题型探究
重点难点 各个击破
达标检测
(3)电势是描述电场性质的物理量，决定于电场本身，与试探电荷 无关 (填 “有关”或“无关”). (4)电势差与电势的关系： UAB＝ φA－φB .若UAB为正值，表示A点的电势比B点的电势高 .若UAB为负 值，表示A点的电势比B点电势 低 .
2.电势高低的判断：沿电场线方向电势逐渐 降低 . 3.等势面 (1)定义：电场中 电势 相等的点构成的曲面叫做等势面. (2)特点：相邻等势面之间的电势差值相等时，等势面密集的地方，电场 较 强 ，等势面稀疏的地方电场较 弱 .
2018版物理粤教版新课堂同步选修3-1课件：第1章 第4节 电势和电势差 精品
图 1-4-5
[核心点击] 1．等势面的特点 (1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直； (2)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功； (3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面； (4)任意两个等势面都不会相交； (5)等势面越密的地方电场强度越大，即等差等势面的分布的疏密可以描述 电场强弱．
(2)公式：UAB＝___q__.
(3)单位：_伏__特__，简称：伏，符号：V.1 伏＝1 焦耳/库仑．
[再判断] 1．沿不同路径将电荷由 A 移至 B，电场力做功不同．( × ) 2．电场力做正功，电势能增加，电场力做负功，电势能减小．( × ) 3．电势差有正、负，因此电势差是矢量．(× ) 4．电势差可描述电场本身性质．(√ )
D．若电荷由 A 点移到 B 点的过程，除受静电力外，还受其他力的作用，电 荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功
【解析】 根据电势差的定义，电场中两点间的电势差等于将单位正电荷 从一点移到另一点时静电力所做的功，仅由电场及两点的位置决定，与移动的 电荷量及做功的多少无关，即 U＝Wq 是定义式，所以 A 错误，B、C 正确．电势 能的变化唯一决定于静电力做功，与其他力是否做功、做多少功无关，D 错误．
1．(多选)对于电场中 A、B 两点，下列说法正确的是( ) 【导学号：62032108】
A．电势差的定义式 UAB＝WqAB，说明两点间的电势差 UAB 与静电力做功 WAB 成正比，与移动电荷的电荷量 q 成反比
B．A、B 两点间的电势差等于将单位正电荷从 A 点移到 B 点静电力所做的 功
C．将 1 C 电荷从 A 点移到 B 点，静电力做 1 J 的功，这两点间的电势差为 1V
[后思考]
根据 φ＝WqAP，电势能等于零的位置，电势一定为零，该处场强一定是零吗？ 【提示】 电势和场强是两个不同概念，电势能为零的点是人为规定的，
新课标粤教版3-1选修三1.4《电势和电势差》课件
06 习题与解答
习题
判断题
电势差是标量，有正负之分。（）
选择题
关于电势差的说法正确的是（）
习题
B. 电势差是相对的，参考点选择不同，电势差可能为 零
输标02入题
C. 1C的电荷在A点具有的电势能是5J，则A点的电势 为5V
01
03
填空题：电荷在电场中某点的电势能是由_______在该 点所具有的电势能决定的，用符号_______表示，其值
要点一
重点
理解电势的概念和电势差的定义。
要点二
难点
掌握电势差与电场强度的关系，以及电势的计算方法。
学习建议和拓展阅读
学习建议 深入理解电势和电势差的概念，掌握它们的计算方法。
掌握电场强度与电势差的关系，理解它们在描述电场中的作用。
学习建议和拓展阅读
• 通过练习题和实验加深对电势和电势差的理解。
学习建议和拓展阅读
新课标粤教版3-1选修三1.4《电 势和电势差》课件
contents
目录
• 引言 • 电势和电势差的基本概念 • 电势的计算方法 • 电势差的应用 • 实验探究：测量电势差和电场强度 • 习题与解答 • 总结与回顾
01 引言
主题简介
主题名称
电势和电势差
主题内容
本课件主要介绍了电势和电势差的基本概念、性质和应用，以及它 们在电路中的重要地位。
与_______和_______有关。
04
D. 1C的电荷从A点移动到B点，电场力做功为5J，则 A、B间的电势差为5V
答案与解析
答案：对
解析：电势差是标量，有正负之分，正负号表示方向。
答案与解析
答案：ABD
解析：A、电势差是一个标量，没有方向，故A正确；
2018-2019学年粤教版高中物理选修3-1课件：第一章 第四节 电势和电势差
解析：由等量正点电荷的电势分布知： φB＝φC＞φA ＝φD，A、B 对． 答案：AB
知识点三 等势面 提炼知识
相等的点构成的曲面． 1．等势面：电场中电势_____
2．等势面与电场强弱的关系：等势面密的地方电场
较强，等势面疏的地方电场_____ 较弱 ． _____
判断正误 (1)等势面越密的地方，电场强度越强．(√) (2)等势面的选取是任意的，所以可以选取一等势面 沿着电场方向．(×)
小试身手 1．对于电场中的 A、B 两点，下列说法中正确的是 ( ) WAB A．电势差定义式 UAB＝ 说明两点间的电势差与 q 电场力做功 WAB 成正比，与移动电荷电量 q 成反比 B． 两点间的电势差等于将正电荷从 A 点移动 B 点电 场力做的功
C．将 1 C 的电荷从 A 点移动到 B 点，电场力做 1 J 的功，由这两点间的电势差为 1 V D．若电荷由 A 点移动到 B 点的过程中，除受电场 WAB 力外，还受其他力的作用，公式 UAB＝ q 中的 WAB 就不 再等于电场力做的功
(3) 同一电荷在同一等势面上一定具有相同的电势 能．(√)
小试身手 3．(多选)下列说法正确的是( )
A．在等势面上移动电荷，电场力总是不做功 B．电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功为零，则电荷 一定是沿等势面移动的 C．在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相 等的
D．电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势 面 答案：AD
标量 ． 只有大小，没有方向，是______
3．电势与电势差． 电场中任意两点 A、B 间的电势差可表示为 UAB＝
φ A－φ B ，若 UAB 为正值，表示 A 点的电势比 B 点的 ___________
粤教版高中物理选修3-1课件第1章第4节
1.电势差、电势的概 念．(重点) 2.电场力做功与电势 能变化关系．(重点) 3.等势面的特点及应 用．(难点) 4.电势的相对性的理 解．(难点)
电势差 1.基本知识 (1)电场力做功与电势能的关系
①电场力所做的功等于电势能的 减少量 ．
②公式：WAB＝ EPA－EPB
(2)电势差 电荷量 ①定义：电场力做功与所移动电荷的的比值． WAB ②公式：UAB＝ q 伏特 ③单位：，简称：伏，符号： V.1伏＝1焦耳/库仑．
根据具体情况灵活选用公式．
(2)电势差和电场力做功有着密切的关系 WAB ①由公式 UAB＝ q 可知， 电场中两点间的电势差在数值 上等于单位正电荷从一点移动到另一点电场力所做的功． ②由公式 WAB＝qUAB 可知，知道了电场中两点间的电势 差，就可以计算出电荷从一点移动到另一点时电场力所做的 功．
化为动能，电势能减少．但如果电荷的初速度不为零，电荷
可能在静电力的作用下，先做减速运动，这样静电力对电荷 做负功，电荷的动能转化为电势能，电势能增加.
电势 1.基础知识
单位正电荷 (1) 定义：从电场中的某点 A移到参考点 P 时做的功，就
电场力 表示 A点的，符号为φ. 电势
WAp q (2)公式和单位：电势的定义公式φA＝.单位是，符号是 .
增大
【审题指导】 对负电荷则做负功． (3)电场力做功决定电势能变化． (1)等势面的疏密可表示场强大小． (2) 正电荷由高电势点到低电势点，电场力做正功，而
【解析】
a点的等势面比b点的稀疏，故a点的场强比b
点的小， A错．c点电势低于 d点，正电荷从c点移到d点，即 正电荷向高电势处移动，电场力做负功，B错．a点电势低于 c 点，从 a 到 c ，把负电荷移向高电势 ，电场力做正功， C