《高中物理课件：第五节《电势差》《电势》（人教版选修3-1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理课件：第五节《电势差》《电势》（人教版选修3-1）（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五节电势差电势第五节电势差电势目标概览目标概览重重点点难点点：1.重重点点：电势差差与与电势的的概概念念，电场力做功与力做功与电势能改能改变的关系的关系2难点：点：对电势差与差与电势概念的理解概念的理解学学法法指指导：类比比高高度度差差、高高度度、重重力力势能能，理理解解电势差、差、电势、电势能能 第第五五节节电电势势差差电电势势课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破基础知识梳理基础知识梳理一、一、电势差差1定定义：电荷荷q在在电场中中由由一一点点A移移动到到另另一一点点B时，_所所做做的的功功WAB与与电荷荷
2、量量q的的比比值WAB/q，叫叫做做A、B两两点点间的的电势差差，也也叫叫_，用用UAB表示表示2公式：公式：UAB_.3单位：位：_，简称称_，符号是，符号是_.电场力力电压伏特伏特伏伏V4物物理理意意义：电场中中A、B两两点点间的的电势差差，在在数数值上上等等于于_由由A点点移移动到到B点点时电场力所做的功力所做的功WAB.5特特点点：电场力力所所做做的的功功WAB跟跟移移动电荷荷的的_无无关关，只只跟跟_有有关关电势差差 UAB跟跟 移移 动 电 荷荷 的的 _无无 关关 ， 跟跟_无关，它反映了无关，它反映了_的性的性质单位正位正电荷荷路径路径两点两点间电势差差电荷量荷量电荷的荷的电性
3、性电场二、二、电势1定定义：电场中中某某点点的的电势是是指指该点点与与_之之间的的电势差，用差，用表示表示2物物理理意意义：电场中中某某点点的的电势，等等于于_由由该点点移移动到到参参考考点点(零零电势点点)时_所做的功所做的功3电势与与电势差差的的关关系系：电场中中两两点点之之间的的电势差等于差等于这两点的两点的_UAB _.4电势与与电场线的的关关系系：沿沿着着电场线的的方方向向电势_零零电势点点单位正位正电荷荷电场力力电势之差之差AB越来越低越来越低提示提示( (1) )电场中某点的中某点的电势与参考面的与参考面的选取有关，取有关，两点的两点的电势差与参考面的差与参考面的选取有关取有关吗
4、？ ( (2) )一点一点电荷在荷在A点的点的电势能是能是2102 J，移移动到到B点点时的的电势能是能是4102 J，电势是是升高升高还是降低了？是降低了？【思考【思考提示】提示】 (1)无关无关(2)若若点点电荷荷是是正正电荷荷，电势降降低低，若若是是负电荷，荷，电势升高升高三、三、电势能能1定定义：电荷在荷在_中具有的能叫做中具有的能叫做电势能能2电场力力做做功功与与电势能能变化化的的关关系系：在在电场中中移移动电荷荷，如如果果电场力力做做正正功功，则电势能能_， _转化化为其其他他形形式式的的能能；如如果果电场力力做做负功功，则电势能能_， _形形式式的的能能转化化为_电场减小减小电势
5、能能增加增加其他其他电势能能核心要点突破核心要点突破一、一、电势、电势能的大小、正能的大小、正负的判定方法的判定方法1根根据据场源源电荷荷判判定定：离离场源源正正电荷荷越越近近，电势越越高高，检验正正电荷荷的的电势能能越越大大，检验负电荷荷的的电势能越小能越小2根根据据电场线判判断断：顺着着电场线的的方方向向，电势逐逐渐降降低低，检验正正电荷荷的的电势能能减减小小，检验负电荷荷的的电势能能增增加加逆逆着着电场线的的方方向向，电势逐逐渐升升高高，检验正正电荷荷的的电势能能增增加加，检验负电荷荷的的电势能减小能减小3根根据据电场力力做做功功来来判判断断：电场力力对正正电荷荷做做正正功功时，电荷荷电
6、势能能减减少少，电势降降低低，做做负功功时，电荷荷电势能能增增加加，电势升升高高；对负电荷荷做做正正功功时电势升升高高，做做负功功电势降降低低电场力力对任任何何电荷荷做正功做正功电势能都减少，做能都减少，做负功功电势能都增加能都增加特别提醒特别提醒1电势的高低是相对的，在讨论电势大小时，首电势的高低是相对的，在讨论电势大小时，首先必须选定某一位置的电势为零，否则讨论是无先必须选定某一位置的电势为零，否则讨论是无意义的意义的2零电势点的选取是任意的，通常取无穷远为零零电势点的选取是任意的，通常取无穷远为零电势点，所以在正点电荷的电场中各点的电势均电势点，所以在正点电荷的电场中各点的电势均大于零；
7、负点电荷的电场中各点的电势均小于零大于零；负点电荷的电场中各点的电势均小于零二、正确理解二、正确理解电场力做功力做功1电场力做功的特点力做功的特点在在电场中中两两点点间移移动电荷荷，电场力力所所做做的的功功与与路路径无关，只取决于径无关，只取决于电量量q和两点和两点间的的电势差差2电场力做功量度力做功量度电势能的能的变化化(1)电场力力做做功功的的过程程就就是是电势能能和和其其他他形形式式能能量量转化化的的过程程，电场力力做做多多少少功功，就就有有多多少少电势能能和其他形式能量相互和其他形式能量相互转化化(2)电势能的能的变化要靠化要靠电场力做功来力做功来实现3应用用公公式式WABqUAB计算
8、算电场力力做做功功应注注意意的的问题(1)该公公式式适适用用于于任任何何静静电场，而而不不只只是是适适用用于于匀匀强强电场(2)公公式式中中的的三三个个量量均均有有正正、负之之分分，计算算时W和和U的的下下标要要对应，将将q、UAB带正正负号号代代入入公公式式进行行计算算，WABqUAB之之值若若为正正，则表表示示电场力做正功，反之力做正功，反之则做做负功功(3)为计算算方方便便，也也可可以以对公公式式中中的的物物理理量量W、UAB、q都都只只取取绝对值代代入入公公式式进行行计算算，然然后后根根据据电场力力方方向向与与位位移移(速速度度)方方向向的的夹角角来来判判断断功的正、功的正、负特别提醒
9、特别提醒1WABWBA，UABUBA.2WqU和和WqEd都能计算电场力所做的都能计算电场力所做的功，但两个公式的定义和适用条件不同，后者功，但两个公式的定义和适用条件不同，后者仅适用于匀强电场，并且仅适用于匀强电场，并且d是沿电场线方向的位是沿电场线方向的位移移即使即使应用用在在电场中中把把一一个个电荷荷量量为6106 C的的负电荷荷从从A点点移移到到B点点，克克服服电场力力做做功功3105 J，再再将将电荷荷从从B点点移移到到C点点，电场力力做做功功1.2105 J，求求A与与B、B与与C、A与与C间的的电势差差解解析析：电荷荷从从A移移到到B时，克克服服电场力力做做功功，表表示示电场力力
10、做做负功功，相相当当于于在在重重力力场中中把把物物体体举高高克克服服重重力力做做功功，因因此此WAB3105 J，电荷荷从从B移到移到C，WBC1.2105 J.根据根据电荷移荷移动时电场力的功和力的功和电势差的关系得：差的关系得：答案：答案：5 V2 V3 V三、等量点三、等量点电荷荷电场的的电势分布特点分布特点1等等量量正正点点电荷荷的的电场(如如图1351甲甲)：在在连线上上的的各各点点，中中点点O的的电势最最低低；在在中中垂垂线上上各各点点，O点点的的电势却却最最高高，从从中中点点沿沿中中垂垂线向向两两侧，电势逐逐渐降降低低，连线上上A、A和和中中垂垂线上上B、B对称称等等势图1351
11、2等等量量负点点电荷荷的的电场：连线上上的的各各点点，中中点点O的的电势最最高高，中中垂垂线上上各各点点，O点点的的电势最最低低,从从中中点点沿沿中中垂垂线向向两两侧，电势逐逐渐升升高高，连线上上和中垂和中垂线上关于中点的上关于中点的对称点等称点等势3等等量量异异种种点点电荷荷的的电场(如如图1351乙乙)：在在连线上上，从从正正电荷荷到到负电荷荷，电势逐逐渐降降低低沿沿中中垂垂线移移动电荷荷，电场力力不不做做功功，故故中中垂垂线上上各点各点电势相等相等四、四个物理量四、四个物理量综合比合比较表表把把一一个个q3106C的的正正电荷荷由由电场中中的的A点点移移到到B点点，克克服服电场力力做做功
12、功4.5105J，由由B点点再再移移到到C点点，电场力力做做功功为1.8104J，则电场中中A、B、C三点三点电热高低关系是怎高低关系是怎样的？的？课堂互动讲练课堂互动讲练电势差和电势的计算电势差和电势的计算例例例例1 1【答案】【答案】BACa、b为电场中中的的两两点点，且且a点点电势高高于于b点点电势，则可知可知()A把把负电荷荷从从a点点移移到到b点点电场力力做做负功功，电势能增加能增加B把把正正电荷荷从从a点点移移到到b点点电场力力做做正正功功，电势能减少能减少C无无论移移动的的是是正正电荷荷还是是负电荷荷，电荷的荷的电势能都要减少能都要减少D无无论是是否否有有电荷荷移移动，a点点的的
13、电势能能总是大于是大于b点的点的电势能能电场力做功与电势能变化的关系电场力做功与电势能变化的关系例例例例2 2【解解析析】正正电荷荷在在电势越越高高的的地地方方具具有有的的电势能能越越大大，而而负电荷荷在在电势越越高高的的地地方方具具有有的的电势能能越越小小由由此此可可知知正正电荷荷从从a点点移移到到b点点电势能能减减少少；负电荷荷从从a点点移移到到b点点电势能能增增加加无无论移移动的的是是正正电荷荷还是是负电荷荷，电场力力做做正正功功电势能能减减少少，电场力力做做负功功电势能能增增加加，因因此此A、B都都是是正正确确的的，C错误对于于D选项，我我们首首先先要要清清楚楚，在在电场中中某某点点放
14、放入入电荷荷，这个个电荷荷就就具具有有电势能能，电势能能是是由由放放入入电场的的电荷荷和和电场共共同同决决定定的的不不明明确确放放在在a、b两两点点的的电荷荷性性质，就就不不能能比比较其其电势能能的的高高低低若若a、b两两点点不不放放入入电荷荷，单就就电场中中的的某某点点，不不存存在在电势能能问题，因因此此D选项错误故正确故正确选项为A、B.【答案答案】AB【思维升华思维升华】根据电场力做功判断电势能变根据电场力做功判断电势能变化的方法是最基本的方法，必须牢牢掌握化的方法是最基本的方法，必须牢牢掌握如如图1352所所示示，电子子在在一一条条电场线上上从从a点点运运动到到b点点，电势能能增增加加
15、，试确确定定a与与b两点两点电势高低高低利用电场线比较场强、电势和电势能利用电场线比较场强、电势和电势能例例例例3 3图1352【解析】【解析】可用下面三种方法来分析：可用下面三种方法来分析：法一：利用法一：利用电场线方向来判断方向来判断由由于于电势能能增增加加，电场力力一一定定做做负功功，即即电场力力方方向向和和电荷荷运运动方方向向相相反反，从从b指指向向a，而而负电荷荷电场力力的的方方向向和和场强强方方向向相相反反，所所以以场强强方方向向是是从从a指指向向b，因因此此电场线的的方方向向是是从从a指指向向b.因因为沿沿着着电场的的方方向向电势越越来来越越低低，故故a点点电势比比b点点电势高高
16、法二：利用法二：利用电场力做功公式来判断力做功公式来判断由由于于电势能能增增加加，电场力力一一定定做做负功功，即即Wab为负值，而，而q是是负电荷，即荷，即q为负值根根据据WABqUabq(AB)，则ab0，故故ab.法三：利用法三：利用电势公式来判断公式来判断由由q可可知知，对正正电荷荷，q为正正值，在在电势越越高高的的地地方方电势能能越越大大；对负电荷荷，q为负值，在在电势越越高高的的地地方方电势能能越越小小本本题已已知知条条件件是是负电荷在荷在a点点电势能能较小，故小，故a点点电势高高【答案答案】ab【思维升华思维升华】判断电势高低的方法很多，但判断电势高低的方法很多，但最根本的是在于理
17、解电势和电势能的概念最根本的是在于理解电势和电势能的概念如如图1353所所示示，质量量为m、带电量量为q的的物物体体，可可在在水水平平轨道道Ox上上运运动O端端有有一一与与轨道道垂垂直直的的墙壁壁，轨道道处于于匀匀强强电场中中，场强强大大小小为E，方方向向沿沿Ox方方向向，如如图所所示示小小物物体体以以初初速速度度v0从从距距O端端为x0处沿沿Ox轨道道运运动，运运动时受受到到大大小小不不变的的摩摩擦擦力力Ff作作用用，且且FfEq.设小小物物体体与与墙壁壁碰碰撞撞时不不损失失机机械械能能，且且电量量保保持持不不变，求求它它在停止运在停止运动前所通前所通过的的总路程路程s.电势能和能量守恒电势
18、能和能量守恒例例例例4 4图1353【思维升华思维升华】解此题要注意三点：电场力做功解此题要注意三点：电场力做功与路径无关，只与电荷的初末位置有关；摩擦力与路径无关，只与电荷的初末位置有关；摩擦力Ff在物体运动过程中始终做负功；判定物体最后在物体运动过程中始终做负功；判定物体最后只能停在靠墙点只能停在靠墙点O处同时要挖掘物体撞墙时无处同时要挖掘物体撞墙时无能量损失这一隐含条件能量损失这一隐含条件利用能量观点解题时，首先要明确：只要有电场利用能量观点解题时，首先要明确：只要有电场力做功，系统机械能就不守恒了，就有机械能与力做功，系统机械能就不守恒了，就有机械能与电势能之间的转化电势能之间的转化同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
