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1、第第3节电势差节电势差第第2章电势能与电势差章电势能与电势差学习目标学习目标第第2章电势能与电势差章电势能与电势差一、电势差与电场力做功一、电势差与电场力做功1电势差：电势差：电场中两点电势的差值叫做电场中两点电势的差值叫做_，在电路，在电路中也称为中也称为_设电场中设电场中A点的电势为点的电势为A，B点的电势为点的电势为B，则，则UAB_.2电场力做功与电势差的关系：电场力做功与电势差的关系：在电场中在电场中A、B两点间移动两点间移动电荷电荷q的过程中，电场力做的功的过程中，电场力做的功W等于电荷量等于电荷量q和这两点间的和这两点间的电势差电势差UAB的的_其数学表达式为其数学表达式为W_.
2、电势差电势差电压电压AB乘积乘积qUAB3W的单位：的单位：焦耳，用焦耳，用J表示表示在研究原子、原子核时，常用电子伏特做在研究原子、原子核时，常用电子伏特做_的单位，国的单位，国际符号是际符号是_,1 eV_J.二、电场强度与电势差的关系二、电场强度与电势差的关系1在匀强电场中，电场强度等于在匀强电场中，电场强度等于_单位距离上的单位距离上的电势差电势差能量能量eV1.61019 沿场强方向沿场强方向电势差电势差沿场强方向沿场强方向三、示波器的工作原理三、示波器的工作原理1构造：构造：示波器是一种常用的观测示波器是一种常用的观测_的仪器，它的仪器，它还可以用来测量电信号的还可以用来测量电信号
3、的_、_、_等参数等参数2示波器分为示波器分为_示波器和示波器和_示波器两类示波器两类3阴极射线管示波器主要由阴极射线管示波器主要由_、_和和_组成，示波管内抽成组成，示波管内抽成_电信号波形电信号波形周期周期频率频率电压电压阴极射线管阴极射线管数字数字电子枪电子枪偏转电极偏转电极荧光屏荧光屏真空真空(2)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，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|.(3)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
4、关关，与与零零电电势势点点的的选选取取无无关关，只只要要两两点点是是确确定定的的，两两点点间间的的电电势势差差就是确定值就是确定值电势差与电场力做功关系的理解电势差与电场力做功关系的理解2电势差与电场力做功的关系电势差与电场力做功的关系在电场中任意两点间移动电荷时电场力做的功与电势差的关系在电场中任意两点间移动电荷时电场力做的功与电势差的关系为为WABqUAB ，此公式适用于任何电场，用该公式处理问题，此公式适用于任何电场，用该公式处理问题时，通常有两种方法时，通常有两种方法(1)标量运算标量运算公式中的各个物理量均为标量，又都有正、负，所以计算时将公式中的各个物理量均为标量，又都有正、负，所
5、以计算时将各量的正、负号带入，一并进行运算，这样可直接得出结果，各量的正、负号带入，一并进行运算，这样可直接得出结果，计算中注意计算中注意W与与U的的“脚标脚标”的对应关系，即的对应关系，即WABqUAB；WBAqUBA.(2)绝对值运算绝对值运算WABqUAB可简化为可简化为WqU，计算中只考虑各物理量的绝对，计算中只考虑各物理量的绝对值，得出结果后，再根据题意判定电场力做功的正、负值，得出结果后，再根据题意判定电场力做功的正、负在在电电场场中中把把一一个个带带电电荷荷量量为为6106 C的的负负电电荷荷从从A点点移移到到B点点，克克服服电电场场力力做做功功3105 J，再再将将电电荷荷从从
6、B移移到到C点点，电电场场力力做做功功1.2105 J，求，求(1)A与与B、B与与C两点间电势差两点间电势差(2)以以B点为零电势点时，点为零电势点时，A、C两点的电势各为多少？两点的电势各为多少？思思路路探探究究应应用用公公式式WABqUAB计计算算电电势势差差时时，相相关关物物理理量量的正负号怎样处理？的正负号怎样处理？因因为为电电场场力力做做正正功功，所所以以负负电电荷荷是是由由电电势势低低处处向向电电势势高高处处运运动的，所以动的，所以B点电势比点电势比C点电势低点电势低(2)因为因为A点电势比点电势比B点电势高点电势高5 V，所以，所以A5 V.由于由于B点电势比点电势比C点电势低
7、点电势低2 V，所以，所以C2 V.答案答案(1)5 V2 V(2)5 V2 V规律总结规律总结解解此此类类问问题题时时，用用标标量量运运算算法法可可以以直直接接得得出出电电势势差差的的正正、负负或或者者电电场场力力做做功功的的正正、负负由由于于带带着着“脚脚标标”的的正正、负负号号进进行行运运算算，比比较较容容易易出出错错，因因此此没没有有把把握握时时可可以以采采用用绝绝对对值值运运算法，再对电势的高低或功的正负进行判断算法，再对电势的高低或功的正负进行判断1如图所示，电场中如图所示，电场中A、B两点间的电势差为两点间的电势差为30 V，一个电，一个电荷量为荷量为5108 C的正点电荷由的正
8、点电荷由A点运动到点运动到B点，电场力对点电点，电场力对点电荷做了多少功？荷做了多少功？B、C两点间的电势差大小为两点间的电势差大小为15 V，该点电荷，该点电荷从从B点运动到点运动到C点，电场力对点电荷做了多少功？点，电场力对点电荷做了多少功？ 解析：根据电场力做功与电势差的关系得解析：根据电场力做功与电势差的关系得WABqUAB510830 J1.5106 J.WBCqUBC5108(15) J7.5107 J.答案：答案：1.5106 J7.5107 J1在匀强电场中，电势差与电场强度的关系为在匀强电场中，电势差与电场强度的关系为UEd，表明，表明电场强度越大，场强方向单位距离的电势差越
9、大电场强度越大，场强方向单位距离的电势差越大3利用利用UEd计算时，应注意：计算时，应注意：(1)该公式只适用于匀强电场该公式只适用于匀强电场(2)公式中的公式中的d为场强方向上的距离为场强方向上的距离电场强度与电势差关系的理解电场强度与电势差关系的理解特特别别提提醒醒：(1)应应用用公公式式UEd分分析析及及计计算算时时要要特特别别注注意意d是是沿沿电场线方向的距离电场线方向的距离(2)由公式由公式UEd可知，沿场强方向电势降低最快可知，沿场强方向电势降低最快 如图所示，两平行金属板如图所示，两平行金属板A、B始终与电源两极相连，始终与电源两极相连，电源电压为电源电压为8.0 V，两板的间距
10、为，两板的间距为2 cm，且，且B板接地两板间板接地两板间有有C、D两点，两点，C距距A板板0.5 cm，D距距B板板0.5 cm，C、D两点间两点间连线长度为连线长度为1.5 cm.则两板间的场强为则两板间的场强为_ V/m，C、D两点两点的电势差的电势差UCD_ V，C点的电势为点的电势为_ V，D点的电势为点的电势为_ V. 400462借题发挥借题发挥两两块块平平行行带带电电金金属属板板间间的的电电场场是是匀匀强强电电场场，电电场场中中某某点点电电势势的正负由零电势点的选取及电场的方向决定的正负由零电势点的选取及电场的方向决定2.如图所示，在如图所示，在xOy平面内有一个以平面内有一个
11、以O为圆心、半径为圆心、半径R0.1 m的圆，的圆，P为圆周上的一点，为圆周上的一点，O、P两点连线与两点连线与x轴正方向的夹角轴正方向的夹角为为.若空间存在沿若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E100 V/m，则，则O、P两点的电势差可表示为两点的电势差可表示为() AUOP10sin (V)BUOP10sin (V)CUOP10cos (V)DUOP10cos (V)A解析：在匀强电场中，两点间的电势差解析：在匀强电场中，两点间的电势差UEd，而，而d是沿场强是沿场强方向上的距离，所以方向上的距离，所以dOPRsin ，故，故UOP100(0
12、.1sin )10sin (V)，故选，故选A.2已已知知电电场场中中几几点点的的电电势势，如如果果要要求求某某点点的的电电势势时时，一一般般采采用用“等等分分法法”在在电电场场中中找找与与待待求求点点电电势势相相同同的的等等势势点点，等等分分法也常用在画电场线的问题中法也常用在画电场线的问题中3在在匀匀强强电电场场中中，相相互互平平行行的的相相等等的的线线段段两两端端点点电电势势差差相相等等,应用这一点可求解电势应用这一点可求解电势等分法计算匀强电场中的电势等分法计算匀强电场中的电势范例范例 如图所示，如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知四个顶点
13、，已知A、B、C三点的电势分别是三点的电势分别是A15 V，B3 V，C3 V，由此可以推断，由此可以推断D点电势点电势D是多少？是多少？思路点拨思路点拨解此题的关键是灵活应用解此题的关键是灵活应用匀强电场中电场线与等势线的关系及匀强电场中电场线与等势线的关系及场强和电势差的关系场强和电势差的关系 答案答案9 V名名师师点点评评( (1) )匀匀强强电电场场的的等等势势面面和和电电场场线线相相互互垂垂直直，每每隔隔相相等等的的距距离离电电势势差差的的变变化化相相等等，沿沿电电场场线线的的方方向向电电势势逐逐渐渐降降低，这一点是解决该题的关键低，这一点是解决该题的关键.( (2) )解解决决此此类类问问题题的的思思路路为为：先先确确定定两两点点之之间间的的电电势势差差，然然后后通通过过对对线线段段等等分分的的方方法法寻寻找找等等势势点点，连连接接两两个个等等势势点点构构成成等等势势面面，而而电电场场线线和和等等势势面面相相互互垂垂直直，场场强强方方向向指指向向电电势势降降低低的方向的方向.
