第四节 电势和电势差
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势与电势差的概念和公式，能根据电场线判断电势高低．
科学思维：1.通过类比法分析得出静电力做功与电势能变化的关系.2.能用比值法定义电势差和电势．
一、电势差
1．电场力做功的特点：电场力的功跟电荷移动的路径无关，只由电荷的始末位置决定．
2．电场力做功与电势能的关系：电场力所做的功WAB等于电势能Ep的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.
3．电势差：
(1)定义：电场力做的功与所移动电荷的电荷量的比值．
(2)定义式：UAB＝.
(3)国际单位：伏特，简称伏，符号V.
4．电压：两点间的电势差也叫做这两点间的电压．
二、电势
1．电势：
(1)定义：电场中某点的电势在数值上等于把单位正电荷从该点移动到参考点时电场力所做的功，即电势是把正电荷移动到参考点过程中电场力对正电荷所做的功与正电荷电荷量的比值．
(2)定义式：φA＝(P点是零电势位置)．
(3)国际单位：伏特，符号V.
(4)矢标性：电势只有大小，没有方向，是标量．
(5)相对性：电场中各点的电势数值与所选取的参考点位置有关，一般情况下取无限远处或大地作为零电势位置．
2．电势与电势差的关系：
(1)电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则UAB＝φA－φB.
(2)UAB为正值：A点电势比B点高．
(3)UAB为负值：A点电势比B点低．
三、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．等势面与场强的关系：等差等势面较密处电场较强，等差等势面较疏处电场较弱．
1．判断下列说法的正误．
(1)电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，电场力做功不同．(×)
(2)正电荷和负电荷沿着电场线运动，电势能均减少．(×)
(3)电荷在电势高处具有的电势能大．(×)
(4)电势差与电势一样，是相对量，都与零电势点的选取有关．(×)
(5)若电场中两点间的电势差UAB＝1V，则将单位正电荷从A点移到B点，电场力做功为1J．(√)
2.如图1所示，把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能______(选填“增大”或“减小”)．若A点电势为φA＝15V，B点电势为φB＝10V，则电荷在A点和B点具有的电势能分别为EpA＝__________J，EpB＝__________J，此过程电场力所做的功WAB＝__________J.
图1
答案 增大 －7.5×10－8 －5×10－8 －2.5×10－8
解析 电荷从A点移到B点，电场力做负功，电势能增大．
EpA＝qφA＝－5×10－9×15J＝－7.5×10－8J
EpB＝qφB＝－5×10－9×10J＝－5×10－8J
WAB＝EpA－EpB＝－2.5×10－8J.
