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1、第一章静电场的描述第五节电势差及其与电场强度第五节电势差及其与电场强度的关系的关系学习学习任务必备知识自主预习储备01知识点一电势差知识点一电势差1定定义义：电电场场中中两两点点间间电电势势的的_叫叫作作电电势势差差，也也叫叫_，用用符号符号_表示表示。2公公式式：设设电电场场中中点点A的的电电势势为为A，点点B的的电电势势为为B，则则A、B两两点点之之间间的的电电势势差差为为：UAB _。B、A两两点点之之间间的的电电势势差差为为：UBA _。差值差值电压电压UABBA3电电势势差差的的正正负负：电电势势差差是是标标量量，但但有有正正负负。电电势势差差的的正正负负表表示示两两点电势的高低。点
2、电势的高低。4电电势势差差的的单单位位：在在国国际际单单位位制制中中，电电势势差差与与电电势势的的单单位位相相同同，均均为为_，符号是，符号是V。伏特伏特qUAB电场力电场力任意任意知识点二电势差与电场强度的关系知识点二电势差与电场强度的关系1关关系系：在在匀匀强强电电场场中中任任意意两两点点之之间间的的电电势势差差等等于于_与与这这两两点点_的距离的乘积。的距离的乘积。2关系式：关系式：UEd。3适用条件：适用条件：_电场，电场，d是沿是沿_两点间的距离。两点间的距离。场强场强沿电场方向沿电场方向匀强匀强电场方向电场方向电势差电势差每单位每单位2填填空空某某一一电电场场的的电电场场线线和和等
3、等势势面面如如图图所所示示，已已知知a5 V，c3 V，abbc，则，则b点电势为点电势为b_。4V关键能力情境探究达成02考点1电势差与静电力做功的关系考点2匀强电场中电势差与电场强度的关系如图所示，如图所示，B、C、D三点处在同一等势面上，沿三点处在同一等势面上，沿AB、AC、AD电势是升高还是降低？哪个方向电势降低最快？电势是升高还是降低？哪个方向电势降低最快？提提示示沿沿AB、AC、AD三三个个方方向向电电势势都都降降低低，且且电电势势下下降降的的值值相相等等。但但AC沿沿电电场场线线方方向向，距距离离最最短短，单单位位长长度度上上电电势势下下降降最最大大，即电势降低最快。即电势降低最
4、快。考点考点1电势差与静电力做功的关系电势差与静电力做功的关系1电势差的电势差的“两性两性”(1)标标量量性性：电电势势差差是是标标量量，但但有有正正、负负之之分分，其其正正负负表表示示两两点点电电势势的的高高低低，可可表表示示为为UABUBA，电电势势差差的的大大小小叫叫电电压压，U|UAB|UBA|。(2)绝绝对对性性：电电场场中中两两点点间间的的电电势势差差只只与与两两点点的的位位置置有有关关，与与电电势势零零点点的的选选取取无无关关，只只要要两两点点的的位位置置是是确确定定的的，两两点点间间的的电电势势差差就就是是确确定值。定值。【典典例例1】把把带带电电荷荷量量210-8 C的的正正
5、点点电电荷荷从从无无限限远远处处移移到到电电场场中中的的A点点，要要克克服服静静电电力力做做功功810-6 J，若若把把该该电电荷荷从从无无限限远远处处移移到到电电场中的场中的B点，需克服静电力做功点，需克服静电力做功210-6 J，取无限远处电势为零。求：，取无限远处电势为零。求：(1)A点的电势；点的电势；(2)A、B两点的电势差；两点的电势差；(3)若把若把210-5 C的负电荷由的负电荷由A点移动到点移动到B点，静电力做的功。点，静电力做的功。思路点拨：思路点拨：(1)一般选大地或无限远处为零电势点。一般选大地或无限远处为零电势点。(2)克服电场力做功就是做负功。克服电场力做功就是做负
6、功。求解静电力做功的常用方法求解静电力做功的常用方法(1)功功的的定定义义法法：WqEd，仅仅适适用用于于匀匀强强电电场场，公公式式中中d表表示示始始末末位位置沿电场线方向的距离。置沿电场线方向的距离。(2)电电势势差差法法：WABqUAB，既既适适用用于于匀匀强强电电场场，也也适适用用于于非非匀匀强强电电场，计算时要注意带正负号运算。场，计算时要注意带正负号运算。(3)电势能变化法：电势能变化法：WABEpEpAEpB，适用于任何电场。，适用于任何电场。(4)动能定理法：动能定理法：W静电力静电力W其他力其他力Ek，适用于任何电场。，适用于任何电场。跟进训练跟进训练1(多选多选)下面关于电势
7、、电势差和电势能的关系的说法中，正确的下面关于电势、电势差和电势能的关系的说法中，正确的是是()A电荷在某点的电势能越大，该点的电势越高电荷在某点的电势能越大，该点的电势越高B在在电电场场中中的的两两点点之之间间移移动动电电荷荷，电电场场力力做做功功越越多多，这这两两点点的的电电势势差差越越大大C由由于于电电势势零零点点的的选选取取是是任任意意的的，所所以以电电场场中中两两点点间间的的电电势势差差也也是是不不确确定的定的D电电场场中中A点点电电势势比比B点点电电势势高高1 V，则则电电荷荷量量为为10-2 C的的正正电电荷荷从从A移移到到B电势能减少了电势能减少了10-2 J考点考点2匀强电场
8、中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系1电势差与电场强度的区别与联系电势差与电场强度的区别与联系物理量物理量电势差电势差U电场强度电场强度E定义式定义式大小大小数值上等于单位正电荷从一数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时，静电力所点移到另一点时，静电力所做的功做的功数值上等于单位电荷受到的数值上等于单位电荷受到的静电力静电力物理量物理量电势差电势差U电场强度电场强度E方向方向标量、无方向标量、无方向矢量，规定与正电荷在该点矢量，规定与正电荷在该点所受电场力的方向相同所受电场力的方向相同联系联系跟进训练跟进训练2如如果果空空气气中中的的电电场场很很强强，使使得得气气体体分分子
9、子中中带带正正、负负电电荷荷的的微微粒粒所所受受的的相相反反的的静静电电力力很很大大，以以至至于于分分子子破破碎碎，于于是是空空气气中中出出现现了了可可以以自自由由移移动动的的电电荷荷，那那么么空空气气变变成成了了导导体体。这这种种现现象象叫叫作作空空气气的的“击击穿穿”。已已知知高高铁铁上上方方的的高高压压电电接接触触网网的的电电压压为为27.5 kV，阴阴雨雨天天时时当当雨伞伞尖周围的电场强度达到雨伞伞尖周围的电场强度达到2.5104 V/m时，空气就有可能被击穿。时，空气就有可能被击穿。探探究究：乘乘客客阴阴雨雨天天打打伞伞站站在在站站台台上上时时，伞伞尖尖与与高高压压电电接接触触网网的
10、的安安全全距离至少为多少？距离至少为多少？学习效果随堂评估自测031 12 23 34 41 12 23 34 42如如图图所所示示，在在xOy平平面面内内有有一一个个以以O为为圆圆心心、半半径径R0.1 m的的圆圆，P为为圆圆周周上上的的一一点点，O、P两两点点连连线线与与x轴轴正正方方向向的的夹夹角角为为。若若空空间间存存在在沿沿y轴轴负负方方向向的的匀匀强强电电场场，场场强强大大小小E100 V/m，则则O、P两两点点的电势差可表示为的电势差可表示为()AUOP10sin(V)BUOP10sin(V)CUOP10cos(V)DUOP10cos(V)1 12 23 34 4A由由题题图图可
11、可知知匀匀强强电电场场的的方方向向是是沿沿y轴轴负负方方向向的的。沿沿着着电电场场线线的的方方向向电电势势是是降降低低的的，所所以以P点点的的电电势势高高于于O点点的的电电势势，O、P两两点点的的电电势势差差UOP为为负负值值。根根据据电电势势差差与与场场强强的的关关系系UOPEdER sin 10sin(V)，故，故A正确。正确。1 12 23 34 43如如图图所所示示，三三角角形形ABC所所在在平平面面与与匀匀强强电电场场方方向向平平行行，已已知知ACBC，ABC60，BC20 cm。把把一一个个电电荷荷量量q110-5 C的的正正电电荷荷从从A点点移移到到B点点，静静电电力力做做的的功功为为零零；从从B点点移移到到C点点，静静电电力力做做的的功功为为1.7310-3 J，则则该该匀匀强强电电场场的的电电场场强强度度大大小小和和方方向向是是()A865 V/m，垂直，垂直AC向左向左B865 V/m，垂直，垂直AC向右向右C1 000 V/m，垂直，垂直AB斜向上斜向上D1 000 V/m，垂直，垂直AB斜向下斜向下1 12 23 34 41 12 23 34 41 12 23 34 41 12 23 34 41 12 23 34 4
