10.2电势差（解析版）-A4.docxVIP

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10.2电势差

1.理解电势差概念，知道电势差与零电势的选择无关，具有绝对性。

2.通过对匀强电场中电势差与电场强度关系的分析研究，知道电场力做功与电势差的定量关系。

3.会用等势面描绘静电场，了解电场线和等势面的关系。

知识点一：电势差

1、电势差定义：电场中两点间电势的之差，叫做电势差，也叫电压。单位为伏特，符号为V。

2、电势差表达式：电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则有和，故。

3、对电势差的理解

(1)必须明确哪两点间的电势差，区别A、B间电势差UAB=φA-φB和B、A间电势差UBA=φB-φA,UAB=-UBA。

(2)电场中两点间的电势差由电场本身的初、末位置决定，与这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的大小无关.若电场确定，即使不放入电荷，这两点间电势差也是固定的.

(3)电势差的正负表示电场中两点电势的高低，可以通过计算电势差的大小判断电势的高低，例如UAB=-2V,表示φA比φB低2V.

(4)电势差的数值与零电势点的选取无关.

4、电势和电势差的比较

电势φ

电势差U

区

别

定义

在电场中电势能与电量比值。

电场中两点间电势的之差。

公式

φ＝eq\f(Ep,q)

U＝eq\f(W,q)（）

影响因素

由电场和在电场中位置决定。

由电场内两点位置决定。

相对性/绝对性

具有相对性，与零势能点选取有关。

具有绝对性，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，均为V。

标量性

都是标量，但均具有正负。

物理意义

均是描述电场的能的性质的物理量

【重点】

①在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值.

②对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差，而且先后顺序不能乱.如A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA,而UAB=-UBA.

③电势差为标量，所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加.

知识点二：静电力做功与电势差的关系

1、静电力做功与电势差的关系：WAB=qUAB或UAB＝eq\f(WAB,q)。

（1）关系的推导过程：WAB=EPA-EPB=qφA-qφB=q（φA-φB）-qUAB：，所以有WAB=qUAB或UAB＝eq\f(WAB,q)，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电荷量q的比值。

（2）物理意义：电势差是表征电场能的性质的物理量，在数值上A、B两点间的电势差等于单位正电荷由A点移动到B点时电场力做的功。

2、对静电力做功与电势差的关系的理解

（1）公式UAB＝eq\f(WAB,q)是电势差的定义式，不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是利用WAB与q的比值来计算UAB。

（2）由UAB＝eq\f(WAB,q)可以得出UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做功WAB。若单位正电荷做正功，则UAB为正值；若单位正电荷做负功，则UAB为负值。

（3）公式UAB＝eq\f(WAB,q)适用于任何电场，WAB仅是电场力的功，不包括其他力所做的功。

（4）公式UAB＝eq\f(WAB,q)中各量均有正负，计算中W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。

（5）两种计算方法：带正负号进行计算，把电荷q的电性和两点间的电势差U的正负代入；将绝对值代入公式进行运算，q、U都取绝对值，算出的功也是绝对值，至于电场力做的是正功还是负功，可以根据电荷受力方向以及电荷的运动方向进行判断。

3.运用公式WAB=qUAB的两种思路:

思路一:带正负号计算.WAB的正负号表示静电力做正功还是负功，UAB的正负号表示A点电势高于或低于B点电势，q的正负号表示是正电荷还是负电荷.

思路二：带绝对值计算.该方法得到的结果没有负号，静电力做正功还是负功，通过电荷的正负以及电荷移动的方向与电场的方向关系来判断.

4.电场力做功的方法

定义法

W＝FL＝qELcosθ

适用于匀强电场

电势差法

WAB=qUAB

既适用于匀强电场也适用于非匀强电场；既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况。

动能定理

W静电力+W其他力＝ΔEk

功能关系

WAB＝EpA?EpB＝?ΔEp

知识点三：等势面

1.定义：

用等势面可以形象地反映电场中电势的高低变化，电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面.

2.特点

(1)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.

(2)电荷沿等势面运动，静电力不做功，或做功之和为零.因为等势面上各点电势相等，电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能，所以在同一等势面上移动电荷时，电势能不变，即静电力不做功.

(3)等差等势面密处场强大、电场线密，疏处场强小、电场线疏.

(4)任意两个等势