精编高二物理课堂教学课件--选修3-1第一章第五节1-5.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,人教版必修一,新课标,地理,选修,3-1,物理,人教版,第一章 静电场,一、知识与技能,1,理解电势差，知道电势差与电势零点的选取无关。,2,会根据电势差,U,AB,计算电荷,q,在电场中移动时静电力所做的功,W,AB,qU,AB,。,3,会根据电荷,q,在电场中移动时静电力所做的功,W,AB,，计算电势差,U,AB,W,AB,/,q,。,二、过程与方法,结合电势、电势能，对比深入理解电势差及其与电势、电势能之间的相互关系。,三、情感、态度和价值观,培养类比学习的方法，培养逻辑思维能力。,1,选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值,_,改变，但电场中某两点间的电势的差值却,_,。,2,电场中两点间电势的差值叫做,_,，也叫,_,。设电场中,A,点的电势为,A,，,B,点的电势为,B,，则它们之间的电势差可以表示为,U,AB,_,或者,U,BA,_,，即,U,AB,_,。,3,电荷,q,在电场中从,A,移动到,B,时，静电力做的功,W,AB,等于电荷在,A,、,B,两点的,_,。由此可以导出静电力做的功与电势差的关系,W,AB,_,，或者,U,AB,_,。,4,知道了电场中两点的电势差，就可以很方便的计算在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑,_,和,_,。,答案：,1,也会保持不变,2,电势差电压,A,B,B,A,U,BA,3,电势能之差,qU,AB,4,静电力电荷移动的路径,知识点,1,电势差,1,电势差,(1),定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。,计算式：,U,AB,A,B,，或,U,BA,B,A,，即,U,AB,U,BA,。,(2),理解,电势差,U,AB,只取决于,A,、,B,两点在电场中的位置，与零电势的选取无关。,电势差可以是正值，也可以是负值。例如，当,A,点电势比,B,点高时，,U,AB,为正值，,U,BA,则为负值。,【,例,1,】,如图,1,5,1,所示，,a,、,b,、,c,是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为零，电子在,a,、,b,、,c,三个轨道时对应的电势能分别为,13.6,eV,、,3.4,eV,，,1.51,eV,，由于某种因素,(,如加热或光照,),的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，求：,(1),a,、,b,、,c,三点的电势大小。,(2),a,、,b,间，,b,、,c,间电势差的大小。,图,1,5,1,【,答案,】,(1)13.6 V,3.4 V,1.51 V,(2)10.2 V,，,1.89 V,【,思维点悟,】,求解该题应注意以下三点：,(1),电子的带电量为,e,。,(2),电势能与电势的关系为,(3),电势差与电势的关系为,U,AB,A,B,。,知识点,2,静电力做功与电势差的关系,(1),电荷,q,在电场中从,A,移动到,B,时，静电力做的功,W,AB,等于电荷在,A,、,B,两点的电势能之差。由此可以导出静电力做功与电势差的关系：,W,AB,E,p,A,E,p,B,q,A,q,B,q,(,A,B,),qU,AB,即,W,AB,qU,AB,(2),由,W,AB,qU,AB,可知，知道了电场中两点的电势差，就可以很方便地计算在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力和电荷移动的路径。,【,例,2,】,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，求,A,、,C,两点的电势差并说明,A,、,C,两点哪点的电势较高。,【,答案,】,U,AC,100 V,，,C,点电势较高,【,思维点悟,】,应用,U,AB,求解时，须注意公式中各物理量都带有符号。,明确电势差的含义，知道两点间的电势差等于两点间的电势之差，从而得出,U,AC,A,C,(,A,B,),(,B,C,),U,AB,U,BC,。,1,对电势差与电势关系的理解,说明：,(1),讲电势差，必须明确是哪两点的电势差。,A,、,B,间的电势差记为,U,BC,，而,B,、,A,间的电势差记为,U,BA,，,U,BA,B,A,(,A,B,),U,AB,。,(2),电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低，若,U,AB,0,，则,A,B,，若,U,AB,0,，则,A,B,C,B,A,C,A,B,D,C,B,A,【,答案,】,C,【,解析,】,因为,U,AB,A,B,75 V0,，所以,A,B,.,又,U,BC,B,C,200 V0,，所以,B,C,.,又,U,AC,U,AB,U,BC,75 V,(,200 V),125 V0,，所以,A,A,B,。故正确答案为,C,。,决定因素：由电场本身性质决定，与,W,AB,、,q,无关。,W,AB,、,U,AB,、,q,均可正可负，,W,AB,取正号表示静电力做正功，,U,AB,取正号表示,A,B,，,q,取正号表示试探电荷为正电荷。,W,AB,取负号表示静电力做负功，,U,AB,0,表示,A,B,，,q,取负号表示试探电荷为负电荷。,(2),电场力做功的求解方法,W,AB,qU,AB,，既适用于匀强电场，又适用于非匀强电场。,W,AB,E,p,A,E,p,B,E,p,，适用于任何电场。,涉及,W,、,U,、,q,三者关系的计算时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算，也可以各物理量都取绝对值，利用,W,qU,计算，则电场力做功的正负要根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定，电势差的正负要看在电场中的始末位置及场强方向。,【,例,4,】,将一个电荷量为,2.0,10,8,C,的点电荷，从零势点,S,移到,M,点要克服电场力做功,4.0,10,8,J,，则,M,点电势,M,_,。若将该电荷从,M,点移到,N,点，电场力做功,1.4,10,7,J,，则,N,点的电势,N,_,，,MN,两点的电势差,U,MN,_,。,【,答案,】,2 V,5.0 V,7 V,1,为什么零电势选择是任意的？,从物理学上讲，电势是一个相对量，孤立地谈某点电势的高低和正负是没有意义的。参考点不同，各点的电势也不同，参考点变化，虽然影响各点的电势，但却并不改变电场，不改变电场中两点间的电势差。如同高度这类物理量一样，只有相对于确定的参考点，它才有确定的物理意义，选不同的参考点，高度值不同，但两点间的高度差是不变的。正因为不同的电势可以描述同一电场，所以电场中允许零电势点选择具有任意性。,由于实际静电场问题的电荷量和分布范围均有限，都存在离带电体足够远而称为无穷远点的广大空间，是具有零场强和恒定电势的位置。尽管实际问题的具体条件不同，但都存在具有上述性质的,“,无穷远点,”,，把它作为参考点，取,U,0,既普遍适用又方便自然。另外电势与参考点选取有关，由普通物理学可知，若取,U,0,电势的表达式最简单，否则要复杂一些，因此通常取,U,0,。,2,新型的物理肥料,电肥,科学家们观察发现，农作物体内的电势同大气的电势差越大，农作物的光合作用也就越强。科学家们做了一个有趣的实验：将西瓜种子在,75 V,电压的稀盐酸溶液中浸泡后，西瓜的含糖量增加了,4%,，产量提高了,10%,；又用,220 V,电压处理西红柿，其果实中维生素,C,的含量增加了,7%,，糖分增加了,2%,，而产量则增加了,17%,。电场之所以能成为肥料，是由于生物体中的第一个细胞都是一个,“,微型电池,”,，电场能使它不断,“,充电,”,。,美国一位植物生理学家运用这个原理对烟草的细胞团施加电场，,10,天后发现其繁殖速度加快。将同一原理施用于蔬菜，结果生长周期缩短一半，产量增加了,3,6,倍。,