《高中物理第一章静电场5电势差课件新人教选修3_1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第一章静电场5电势差课件新人教选修3_1（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5 电势差 知识自学自我检测 阅读教材第20 21页 电势差 一节 知道什么叫电势差 理解电势 差和电场力做功之间的关系 1 电势差的定义 电场中两点间电势的差值叫做电势差 2 公式 A B两点间的电势差用符号UAB来表示 UAB A B 3 电势差的正 负 电势差是标量 但有正 负 正负号表示两点 电势的高低 知识自学自我检测 1 正误判断 1 在两点间移动电荷时 静电力做正功 则两点间的电势差大于 零 解析 若在两点间移动负电荷时 静电力做正功 则这两点间电势 差为负值 答案 2 UAB和UBA是不同的 它们有关系 UAB UBA 解析 UAB A B 而UBA B A 所以有UAB UB
2、A 答案 3 在电场中的两点之间移动电荷 静电力做功越多 这两点的电 势差越大 解析 根据公式 在电场中的两点之间移动电荷 静电力 做功越多 这两点的电势差越大 答案 知识自学自我检测 4 电势差的定义式 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 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 答案 知识自学自我检测 2 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
3、 J 若已知B 点比C点电势高3 V 则UDA 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 即UAB A B 2 V UCD C D 7 V UBC B C 3 V 则UDA D A UAB UBC UCD 2 V 答案 2 V 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析 电势差 如图是等高线的图示 所标数值是地面某个点高出海平面的垂直 距离 也就是海拔 也称为绝对高度 而地面上某一点高出另一点 的垂直距离称为相对高度 选择不同的测量起点时 不同地方的高 度和两个地方的高度差会有怎样的变化 同样地 在电场中选择不 同的电势
4、零点时 不同位置的电势和两个位置的电势差又会有怎样 的变化 当堂检测 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析 要点提示 选择不同的测量起点时 不同地方的高度往往不同 但 两个地方的高度差不会因测量起点的不同而变化 与此类似 在电 场中电势零点的选取不同 某点的电势会不同 电势零点变化时 两 点间的电势差不会改变 电势差没有相对性 与零势点位置无关 当堂检测 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析 1 关于电势差的四点说明 1 电场中两点间的电势差 由电场本身决定 与在这两点间移动 的电荷的电荷量 静电力做功的大小无关 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 讲到电势差时
5、 必须明确所指的是哪两点的电势差 A B间 的电势差记为UAB B A间的电势差记为UBA 3 电势差为标量 有正 负之分 电势差的正负表示电场中两点 间的电势的高低 4 电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关 当堂检测 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 例题1 有一个带电荷量q 3 10 6 C的点电荷 从某电场中的 A点移到B点 电荷克服电场力做6 10 4 J的功 从B点移到C点 电场 力对电荷做9 10 4 J的功 问 1 AB BC CA间电势差各为多少 2 如以B点电势为零 则A C两点的电势各为多少 电荷在A C 两点的
6、电势能各为多少 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 2 若 B 0 由UAB A B 得 A UAB 200 V 由UBC B C 得 C B UBC 0 300 V 300 V 电荷在A点的电势能 EpA q A 3 10 6 200 J 6 10 4 J 电荷在C点的电势能 EpC q C 3 10 6 300 J 9 10 4 J 答案 1 UAB 200 V UBC 300 V UCA 100 V 2 A 200 V C 300 V EpA 6 10 4 J EpC 9 10 4 J
7、1 对电势差要注意角标的排序 如 UAB UBA UAB UBC UAC 2 根据两点间的电势差正负可比较两点电势的高低 当UAB 0时 A B 当UAB 0时 A B 探究一探究二当堂检测问题探究名师精讲典例剖析 静电力做功的多种求解方法 带电粒子可能在匀强电场中运动 也可能在非匀强电场中运动 可能是只在静电力作用下运动 也可能是在多个力作用下运动 可 能是做直线运动 也可能是做曲线运动 思考 公式WAB qUAB适用于任何电场吗 适用于带电粒子受多个 力的情况吗 功的公式W Fscos 可以用来计算静电力做的功吗 要点提示 WAB qUAB在任何情况下均适用 也适用于粒子受多个 力的情况
8、功的公式W Fscos 是功的定义式 对任何力做功都可以使用 只 要选择得当的数学处理方法 高中阶段一般只用于恒力做功 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 2 应用公式WAB qUAB时的两点注意 1 公式WAB qUAB适用于任何电场 其中UAB为电场中A B两点 间的电势差 WAB仅是静电力做的功 不包括从A到B移动电荷时 其 他力所做的功 2 WAB UAB q均可正可负 WAB取负号表示从A点移动到B点时 静电力对电荷做负功 UAB取负号表示 A B q取负号表示试探电荷 为负电荷 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 例
9、题2 如图所示 在电场强度E 1 5 103 N C的匀强电场中 有 A B C三点 AB垂直于电场线 BC平行于电场线 AB 3 cm BC 4 cm AC 5 cm A B间的电势差 UAB 0 B C间的电势差UBC与A C 间的电势差UAC相等 UBC UAC 60 V 把一正电荷q 1 0 10 8 C放 在A点 求 1 电荷q在A点受到的静电力为多大 方向怎样 2 电荷q分别沿A B C和A C路线到达C点 静电力各做了多 少功 电势能怎样变化 变化了多少 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 解析 1 电荷在A点所受的静电力 F qE 1 0 10 8 1 5 103 N
10、 1 5 10 5 N 方向与电场线方向相同 因为匀强电场中各点的电场强度的大小 和方向都相同 所以电荷q在电场中各点的受力都相同 2 q沿A B C路线 静电力做功 WABC WAB WBC qUAB qUBC 1 0 10 8 0 J 1 0 10 8 60 J 6 0 10 7 J 同理 电荷q沿A C路线 静电力做功 WAC qUAC 1 0 10 8 60 J 6 0 10 7 J 或WAC FsACcos 1 5 10 5 5 10 2 6 0 10 7 J 由于静电力对电荷做的功等于电荷的电势能的减少量 所以电荷 从A点移到C点电势能减少 减少的电势能为 EAC 6 0 10 7
11、 J 答案 1 1 5 10 5 N 方向与电场线方向相同 2 6 0 10 7 J 6 0 10 7 J 电势能减少 6 0 10 7 J 探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测 1 静电力做功与路径无关 只与始 末两点的位置 有关 故WAC WAB WBC 2 在利用公式 或WAB qUAB进行有关计算时 有两种处 理方案 方案一 各物理量均带正 负号运算 但代表的意义不同 WAB的正 负号表示正 负功 q的正 负号表示电性 UAB的正 负 号反映 A B的高低 计算时W与U的角标要对应 即 WAB qUAB WBA qUBA 方案二 绝对值代入法 WAB q UAB均代 入绝对值
12、然后再结合题意判断电势的高低 当堂检测探究一探究二 123 1 多选 下列说法正确的是 A 电场中两点间的电势差大小与零电势点的选取有关 B UAB和UBA是不同的 它们有关系 UAB UBA C A B都有正负 所以电势是矢量 D 若 B 0 则 A UAB 解析 由电势差的概念知B D正确 答案 BD 探究一探究二 123 当堂检测 2 多选 下面关于电势 电势差和电势能的关系 正确的是 A 电荷在某点的电势能越大 该点的电势越高 B 在电场中的两点之间移动电荷 静电力做功越多 这两点的电势差 越大 C 由于零电势点的选取是任意的 所以电场中两点间的电势差也是 不确定的 D 电场中A点电势
13、比B点高1 V 则电荷量为10 2 C的正电荷从A移到 B电势能减少了10 2 J 探究一探究二 123 当堂检测 解析 根据电势能的公式Ep q 可知 电场中电势越高的地方 正电 荷在该点具有的电势能越大 负电荷在该 点具有的电势能越小 故A错误 根据公式 在电场中的两 点之间移动电荷 静电力做功越多 这两点的电势差越大 故B正确 电势差与零电势点的选取无关 零电势点的选取是任意的 但是电 场中两点间的电势差是确定的 故C错误 电场中A点电势比B点高1 V 则电荷量为10 2 C的正电荷从A移到B静电力做功10 2 J 电势能减 少了10 2 J 故D正确 答案 BD 探究一探究二 123 当堂检测 3 电场中有A B两点 一个点电荷在A点的电势能为1 2 10 8 J 在B 点的电势能为8 0 10 9 J 已知A B两点在同一条电场线上 如图 所示 该点电荷的电荷量为1 0 10 9 C 那么 A 该电荷为负电荷 B 该电荷为正电荷 C A B两点的电势差UAB 4 0 V D 把电荷从A移到B 电场力做功为W 4 0 J 解析 点电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 从A到B电场力做 正功 所以该电荷一定为负电荷 且WAB EpA EpB 1 2 10 8 J 8 0 10 9 J 4 0 10 9 J 故A项正确 B D项错误 4 0 V 所以C选项错误 答案 A
