电势差及其与电场强度的关系课件2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

Physics第五节电势差及其与电场强度的关系第一章

静电场的描述学习目标理解电势差与电场力做功的关系式，并会进行有关计算。理解电势差的概念，掌握电势差的表达式，知道电势差正负号的意义。0201重点03理解匀强电场中电势差与电场强度的关系式，并会进行有关计算。重点04

电势差01电场中A、B、C、D四点的电势如图所示。

(1)A、B及B、C间的电势的差值各为多大？哪个较大？A、B间电势的差值为φA－φB＝(15－5)V＝10VB、C间电势的差值为φB－φC＝(5－0)V＝5VA、B间的电势的差值大。(2)若取D点的电势为零，则A、B、C三点的电势各为多少？A、B及B、C间的电势差值又为多少？结果说明什么问题？φD＝0，则φC＝3V，φB＝8V，φA＝18VφA－φB＝(18－8)V＝10VφB－φC＝(8－3)V＝5V结果说明，电势的值与选取的零电势位置有关，即电势的值具有相对性，而电势的差值与零电势的位置无关，电势的差值具有绝对性。(3)将电荷量为q的正电荷，从A移动到D电场力做功的表达式。WAD＝EpA－EpD＝φAq－φDq＝(φA－φD)q可见电场力做的功与初末位置的电势差值有关。电势差(1)定义：电场中两点间电势的差值叫作电势差，也叫电压，用符号U表示。(2)表达式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA。(3)电势差的正、负：电势差与电势一样都是标量，它可以为正值，也可以为负值。若UAB为正值，则表示点A的电势比点B的电势高；若UAB为负值，则表示点A的电势比点B的电势低。比较电势差的大小关系时要取绝对值。2.电场力做功与电势差的关系WAB＝qUAB。

②电势差UAB反映电场自身在A、B两点间的性质，与电量q无关，只和电场中A、B位置有关。

④WAB＝qUAB适用于任何电场中电场力做功的计算。

√×√××1.(2025·揭阳市第三中学月考)将电荷量q＝1.0×10-9C的点电荷从A点移动到B点，静电力做功WAB＝－4.0×10-8J，若将该电荷从B点移动到C点，电势能增加了6.0×10-8J，设C点的电势φC＝0。求：(1)A与B、A与C两点间的电势差UAB、UAC；答案

(1)－40V－100V

(2)－100V－60V－6.0×10-8

J(2)A、B两点的电势φA、φB，q在B点的电势能EpB。

(2)AC点的电势φC＝0，根据UAC＝φA－φCA点的电势φA＝－100V根据UBC＝φB－φCB点的电势φB＝－60VEpB＝qφB＝－6.0×10-8J。直接代入到电势差公式中进行运算，会更加便捷，但要注意正、负号的运用。01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。02利用UAB的正、负能判断电场中两点的电势高低。03电势差求解技巧电势差与电场强度的关系02在如图所示的匀强电场中，已知匀强电场的场强大小为E，A、B间距为d，A、B两点间的电势差为UAB，将电荷q从A点移动到B点：(1)从力和位移的角度计算电场力所做的功；通过A、B间的电势差计算电场力做的功。F＝qE，WAB＝Fd＝qEd；WAB＝qUAB。(2)比较两次计算的功，电势差与电场强度有何关系？UAB＝Ed。(3)若将电荷从A点移动到C点，仍从(1)中的两个角度计算电场力做功并比较，能得到什么结论？WAC＝qELcosθ＝qEd，WAC＝qUAC，得UAC＝Ed。适用条件：匀强电场，d不是两点间的距离，而是沿电场方向的投影距离。电势差与电场强度的关系关系：在匀强电场中任意两点之间的电势差等于场强与这两点沿电场方向的距离的乘积。

表达式：U=Ed电场强度的另一种表达

物理意义：在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向距离为单位长度的两点间的电势差。场强的另一个单位：伏/米，符号为V/m。1V/m=1N/C。在如图所示的匀强电场中，图中的虚线为等势线，B、C、D三点，位于同一等势线上。答案

UAB＝UAC＝UAD。(1)比较A与B、A与C、A与D间电势差的大小；(2)电势沿AB、AC、AD三条线，哪一个方向电势降落最快？由此说明什么？答案电势差相同的情况下AB距离最短，单位长度电势差最大，即沿AB方向，电势降落最快；由此说明沿电场方向电势降落最快。

×√×2.(2024·江门市高二期中)如图所示，在匀强电场中，一电荷量为q＝5.0×10-10C的正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点，电场力做的功都是3.0×10-8J，已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，∠a＝37°，∠c＝90°，ab＝20cm(cos37°＝0.8)。求：

(1)a、b两点间的电势差；答案(1)60V

(2)

375V/m，电场强度方向由a指向c(2)匀强电场的场强。

03U＝Ed只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题。

(2)如图所示，当电势差U相同时，电场强度E越大，则沿电场强度方向的距离d越小，即电场强度越大，等差等势面越密。(1)在非匀强电场中，U＝Ed中的E可理解为距离为d的两点间电场强度的平均值。

3.(2024·东莞市高二期末)如图甲所示，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，使建筑物避免雷击。图乙所示是某次避雷针上方有带电云层时避雷针附近的电场线分布，电场线关于直线ac对称，且Lab＝Lbc。以下说法正确的是

A.接近建筑物的雷雨云带正电B.因Lab＝Lbc，所以a、b间电势差Uab等于b、c间电势差UbcC.c点的电场强度大于a点的电场强度D.若将电子从图中d点由静止释放，它可能沿电场线运动√由电场线分布可知，接近建筑物的雷雨云带正电，选项A正确；电场线越密集则场强越大，c点的电场强度小于a点的电场强度，ab段的平均场强大于bc段的平均场强，根据U＝Ed，因Lab＝Lbc，所以a、b间电势差Uab大于b、c间电势差Ubc，选项B、C错误；过d点的电场线为曲线，则若将电子从d点由静止释放，它不可能沿电场线运动，选项D错误。电势差电场中两点间电势的差值叫作电势差UAB＝φA－φ