人教版高二物理电势差知识点：选修31

高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结人教版选修3-1第一章静电场第4节《电势能和电势》一直是高二学生学习难点，我们要掌握好这一节的知识点。

下面是本人给大家带来的高中物理电势能和电势知识点，希望对你有帮助。

高中物理电势能和电势知识点一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。

电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。

(1)计算式(2)单位：伏特(V)(3)电势差是标量。

其正负表示大小。

二、电场力的功电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关。

1. 电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意：系统性、相对性2. 电势能的变化与电场力做功的关系(1)电荷在电场中具有电势能。

(2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。

(3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。

(4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。

(5)电势能是相对的，与零电势能面有关(通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。

)(6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。

(7)电势能是标量。

3. 电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。

三、电势电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。

是描述电场的能的性质的物理量。

其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。

单位：伏特(V)标量1. 电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。

零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。

2. 电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。

3. 电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)4. 计算时EP,q, 都带正负号。

第二章第3节电势差［课时安排］： 2课时［教学目标］：1.知识与技能（1）理解电势差的概念及其定义式；知道电势差的值与零电势的选择无关；知道电势差与电势的关系。

（2）了解电势差与电场强度的关系。

了解示波器的工作原理。

2.过程与方法：知道利用比值定义电势差的方法，体会电势差在描述电场能量性质中的重要作用，由此理解利用电势差进行的相关计算和分析判断，提高综合分析的能力3.情感态度与价值观：通过示波器的学习，培养将物理知识应用于生活的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

［教学重点］：掌握电势差与电场力做功的关系；掌握电势差与场强的关系式U=Ed的使用条件及式中d的含义；能初步运用力学知识综合解决带电粒子在匀强电场中的运动问题。

［教学难点］：从基本概念出发推出各常用的推论，避免死记硬背。

［教学器材］：实验器材——示波器；［教学方法］：讨论，讲授与练习相结合，问题串导学，比值定义法，知识迁移［教学过程］：1.2.以上表格灰色部分留空，让学生通过对比和类比，可以得出电场力做功与零电势设定无关，而是取决于检验电荷的电量和在电场中移动的初末两点的电势的差值。

我们称之为电势差，用符号U 表示，B A AB U ϕϕ-=；单位是伏特（V ）。

式中q 用C 做单位，W 用J做单位，这里补充一个单位，由于基元电荷电量很小，所以我们对应给出功和能的另一个较小单位——电子伏特，他由W=qU 得出，当q 取1e ，U 为1V 时，功W 为一个电子伏，符号为eV 。

1eV=1.6×10-19J.板书：1、两点间电势的差值，称为这两点间的电势差，也叫电压。

①国际单位制中1J=1C ×1V ；在其它单位制中还有1eV=1.6×10-19J=1e ×1V.②电压是由场决定的量；③电压与零电势的选取无关；方法一、利用这个公式时，qU 都取绝对值，算出的功W 也为绝对值。

正负号另外判断。

例1：设电场中AB 两点电势差大小U ＝2.0×102V ，带正电粒子的电量q ＝1.2×10－8C ，把q 从A 点移到B 点，电场力做了多少功？是正功还是负功？设фA ＜фB 。

高二物理人教版选修31 1.6电势差与电势强度的关系U AB之间有什么关系。

AB间距离为d，电势差为U AB，场强为E。

把正电荷q从A点移到B时，电场力qE所做的功为W＝qEd。

利用电势差和功的关系，这个功又可求得为W ＝qU AB，比较这两个式子，可得W＝qEd＝qU AB，即U＝Ed。

在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。

【进一步思考、检验】如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力作用下从A点移动到B点(不是沿场强方向)，已知A、B两点之间的距离为s，分析电场强度E与电势差U AB之间有什么关系。

思考与讨论：上面讨论中A、B两点位于同一条电场线上。

如果它们不在同一条电场线上，如图，还能得出以上结论吗？试试看。

【交流合作解决问题】学生进行讨论分析：如图所示、设A、B两点间电势差仍为U，设AB间距离为s，与电场线方向夹角为α，将正电荷从A移动到B，受电场力方向水平向右，与位移夹角为α，故电场力做功为W＝Eqs cosα，s cosα＝d，所以W＝Eqs cosα＝Eqd，利用电势差和功的关系，W＝qU，比较这两个式子可得U＝Es cosα＝Ed。

d为AB沿电场线方向的距离，也是A、B所在等势面间的距离或者可以说是A、B两点间距离s在场强方向的投影。

【结论】电势差和电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积。

即U＝Ed。

1、U AB＝Ed在匀强电场中，任意两点间的电势之差，等于电场强度跟这两点沿电场强度方向上距离的乘积。

对公式的理解：启发、激励、引导学生自己总结(1)U＝E·d只适用于匀强电场的计算；(2)式中的d的含义是某两点沿电场线方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离。

2、E＝U AB/d思考与讨论：由E＝U AB/d式可以得到电场强度的另一个单位：伏[特]每米(V/m)，这个单位与前面学过的单位牛[顿]每库[仑](N/C)相同。

高二物理（人教版选修31）第一章静电场第8节电容器的电容典型例题深度解析（含解析）【典型例题】【例 1】平行板电容器所带的电荷量为Q＝4×10-8，电容器两板间C的电压为 U＝2V ，则该电容器的电容为；若是将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为，两板间电场强度变为原来的倍，此时平行板电容器的电容为。

【解析】由电容器电容的定义式得： C Q 410 8F 2 108FU2电容的大小取决于电容器自己的构造，与电容器的带电量无关，故所带电荷量为原来一半时，电容不变。

而此时两极板间的电压为：U /Q/Q/2 1U 1VC C2板间为匀强电场，由场强与电压关系可得：/ U /1U1E2d dE 2【答案】 2×10-8F、1V 、1/2 、2×10-8F【例 2】如图电路中， A、B 为两块竖直放置的金属板， G 是一只静电计，开关 S 合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是A、合上 S，使 A、B 两板凑近一些B、合上 S，使 A、B 正对面积错开一些C、断开 S，使 A、B 间距增大一些D、断开 S，使 A、B 正对面积错开一些【解析】图中静电计的金属杆接 A 板，外壳与 B 板均接地，静电计显示的是 A、B 两板间的电压，指针的张角越大，表示两板间的电压越高。

当闭合 S 时，A 、B 两板间的电压等于电源两端电压不变。

故静电计的张角保持不变。

当断开S 时，A 、B 两板构成的电容器的带电量保持不变，若是板间的间距增大，或正对面积减小，由平板电容器电容的决定式CS可知，电容都将减小，再由UQ可知，板4 kd C间电压都将增大，即静电计的张角应当变大。

【答案】 C、D【例 3】一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。

两板间有一个正电荷固定在P 点，以下列图，以 E 表示两板间的场强， U 表示电容器两板间的电压， W 表示正电荷在 P 点的电势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线地址则：（）A、U 变小， E 不变B、E 变小， W 不变C、U 变小， W 不变D、U 不变， W 不变【解析】题意：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，说明电容器的带电量将保持不变，负极板为零电势。

判定电势能、电势及场强方向的方法重/难点重点：判定电势能、电势及场强方向的方法。

难点：利用“等分法”确定匀强电场中电势及场强方向的方法。

重/难点分析重点分析：在同一电场中，正负电荷所受电场力的方向不同，做功情况也往往不同，但从电场力做功与电势能变化的关系考虑，总有下列规律：电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。

电荷电势能的变化确定后，再依据电势与电势能的关系，就可确定电势的变化。

难点分析：由于平行四边形对边平行且相等，可以利用数学知识证明在匀强电场中平行四边形对边沿场强方向的长度相等，因而在匀强电场中沿平行四边形对边的电势差相等，据此可快速求出平行四边形（或添加辅助线后可得到平行四边形的正多边形）某顶点的电势。

再根据等势面跟电场线垂直的特点就可以判断电场线的方向了。

突破策略一、判定电势能和电势的方法1．将电荷引入电场将电荷引入电场后，它一定受电场力Eq，且一定具有电势能φq。

2．在电场中移动电荷电场力做的功在电场中移动电荷电场力做的功W=qU，只与始末位置的电势差有关。

在只有电场力做功的情况下，电场力做功的过程是电势能和动能相互转化的过程。

W= -ΔE=ΔE K。

⑴无论对正电荷还是负电荷，只要电场力做功，电势能就减小；克服电场力做功，电势能就增大。

⑵正电荷在电势高处电势能大；负电荷在电势高处电势能小。

⑶利用公式W=qU进行计算时，各量都取绝对值，功的正负由电荷的正负和移动的方向判定。

⑷每道题都应该画出示意图，抓住电场线这个关键。

（电场线能表示电场强度的大小和方向，能表示电势降低的方向。

有了这个直观的示意图，可以很方便地判定点电荷在电场中受力、做功、电势能变化等情况。

）【例1】如图所示，在等量异种点电荷的电场中，将一个正的试探电荷由a 点沿直线移到O点，再沿直线由O点移到c点。

在该过程中，检验电荷的电势能如何改变？解：根据电场线和等势面的分布可知：试探电荷由a点沿直线移到O点，电场力先作正功，再沿直线由O点移到c点的过程中，电荷沿等势面运动，电场力不作功，电势能不变化，故，全过程电势能先减小后不变。