高中物理第一章静电场5电势差.ppt

,第一章,静电场,5,电势差,学习目标,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、,电势差,导学探究,电场中,A,、,B,、,C,、,D,四点的电势如图,1,所示,.,(1),A,、,C,及,A,、,B,间的电势差为多少？哪个,较大？,U,AC,15 V,，,U,AB,10 V,，,U,AC,U,AB,答案,图,1,(2),若取,D,点电势为零，则,A,、,B,、,C,三点的电势为多少？,A,、,C,及,A,、,B,间的电势差为多少？通过以上计算可以总结出电势、电势差各具有什么特点？,A,18 V,，,B,8 V,，,C,3 V,，,U,AC,15 V,，,U,AB,10 V,电势的大小与零电势的选取有关，电势差的大小与零电势的选取无关,.,答案,知识梳理,对电势差的理解,(1),电势差：电场中两点间,的差值叫做电势差，也叫,.,(2),电场中两点间的电势差与零电势点的选择,(,填,“,有关,”,或,“,无关,”,).,(3),公式：电场中,A,点的电势为,A,，,B,点的电势为,B,，则,U,AB,，,U,BA,，可见,U,AB,.,(4),电势差是,，若,U,AB,为正值，则,A,点的电势比,B,点的电势,；若,U,AB,为负值，则,A,点的电势比,B,点的电势,.,(5),电势差的单位和电势的单位相同，均为,，符号是,.,电压,无关,电势,A,B,B,A,U,BA,标量,高,低,伏特,V,即学即用,判断下列说法的正误,.,(1),电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关,.(),(2),电势差是一个标量，但是有正值和负值之分,.(,),(3),A,、,B,两点的电势差是恒定的，与零电势的选取无关，所以,U,AB,U,BA,.(,),二、,静电力做功与电势差的关系,导学探究,在如图,2,所示的电场中有,A,、,B,两点，若选取无穷远处为零电势点，,A,、,B,两点的电势分别为,A,、,B,.,(1),A,、,B,两点的电势差,U,AB,是多少？若把某电荷,q,从,A,移到,B,，电荷的电势能变化了多少？,答案,图,2,U,AB,A,B,电势能的变化量为,E,p,E,p,B,E,p,A,q,(,B,A,),(2),根据电场力做功与电势能变化的关系，求电场力对该电荷做的功,.,答案,W,AB,E,p,A,E,p,B,q,A,q,B,q,(,A,B,),qU,AB,电场力做功与电势差的关系,1.,公式,W,AB,或,U,AB,.,2.,公式,W,AB,qU,AB,中,W,与,U,的角标要对应，不要造成混乱，因为,U,AB,U,BA,，,W,AB,W,BA,.,知识梳理,qU,AB,即学即用,在某电场中，将一带电荷量为,q,2.0,10,9,C,的点电荷从,a,点移到,b,点，电场力做功,W,4.0,10,7,J,，则,a,、,b,两点间的电势差,U,ab,为,_V.,200,2,题型探究,一、,对电势和电势差的理解,1.,对电势差的进一步理解,(1),电势差的客观性：电势差虽然可以由,U,AB,表示，但电势差,U,AB,由电场本身决定，与在这两点间移动电荷,q,的电荷量、静电力做的功,W,AB,均无关,.,(2),电势差的绝对性：电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关,.,2.,电势和电势差的比较,概念,比较内容,电势,电势差,U,区别,定义,电势能与电荷量比值,电场力做功与电荷量比值,U,决定因素,由电场和在电场中的位置决定,由电场和场内两点位置决定,相对性,与零电势点的选取有关,与零电势点的选取,无关,概念,比较内容,电势,电势差,U,联系,数值关系,U,AB,A,B,，当,B,0,时，,U,AB,A,单位,相同，均是伏特,(V),，常用单位还有,kV,、,mV,等,标矢性,都是标量，但均具有正负,物理意义,均是描述电场能的性质的物理量,例,1,(,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，电场力做功越多，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,答案,解析,针对训练,1,(,多选,),关于电势差,U,AB,和电势,A,、,B,的理解，正确的是,A.,U,AB,表示,B,点相对于,A,点的电势差，即,U,AB,B,A,B.,U,AB,和,U,BA,是不同的，它们有关系,U,AB,U,BA,C.,A,、,B,都可以有正、负，所以电势是矢量,D.,电势零点的规定是任意的，但人们通常规定大地或无穷远处为电势,零点,答案,解析,U,AB,表示,A,点相对于,B,点的电势差，,U,AB,A,B,，,A,错；,U,BA,表示,B,点相对于,A,点的电势差，,U,BA,B,A,，故,U,AB,U,BA,，,B,对；,电势是标量，正负号是相对于零电势点而言的，正号表示高于零电势点，负号表示低于零电势点，,C,错；,零电势点理论上是可以任意选取的，但通常取无穷远处或大地为零电势点，,D,对,.,二、,电场力做功与电势差的关系,(1),带正、负号进行运算：把电荷,q,的电性和电势差,U,的正负代入；功为正，说明静电力做正功，电荷的电势能减小；功为负，说明静电力做负功，电荷的电势能增大,.,(2),只将绝对值代入公式运算：计算时，,q,、,U,都取绝对值，算出的功也是绝对值，至于静电力做的是正功还是负功，可以根据电荷的正、负及电荷移动的方向与电场线方向的关系进行判断,.,2.,公式,W,AB,qU,AB,适用于任何电场，其中,U,AB,为电场中,A,、,B,两点间的电势差，,W,AB,仅是电场力做的功，不包括从,A,到,B,移动电荷时，其他力所做的功,.,见解析,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，电荷克服静电力做,6,10,4,J,的功，从,B,点移到,C,点，静电力对电荷做,9,10,4,J,的功，问：,(1),AB,、,BC,、,CA,间电势差各为多少？,答案,解析,(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,两点的电势能各为多少？,答案,解析,见解析,若,B,0,，由,U,AB,A,B,，得,A,U,AB,200 V.,由,U,BC,B,C,，,得,C,B,U,BC,0,(,300)V,300 V.,电荷在,A,点的电势能,E,p,A,q,A,3,10,6,200 J,6,10,4,J.,电荷在,C,点的电势能,E,p,C,q,C,3,10,6,300 J,9,10,4,J.,针对训练,2,若将一个电荷量为,2.0,10,10,C,的正电荷，从零电势点移到电场中,M,点要克服电场力做功,8.0,10,9,J,，则,M,点的电势是,_V,；若再将该电荷从,M,点移到电场中的,N,点，电场力做功,1.8,10,8,J,，则,M,、,N,两点间的电势差,U,MN,_V.,答案,解析,40,90,达标检测,3,A.,电场中,A,、,B,两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量,q,成反比,B.,在电场中,A,、,B,两点移动不同的电荷，电场力的功,W,AB,和电荷量,q,成正比,C.,U,AB,与,q,、,W,AB,无关，与是否移动电荷也没有关系,D.,W,AB,与,q,、,U,AB,无关，与电荷移动的路径无关,1,2,3,4,答案,2.,如图,3,所示为某静电场等势面的分布，电荷量为,1.6,10,9,C,的正点电荷从,A,经,B,、,C,到达,D,点，则从,A,至,D,，电场力对电荷做的功为,A.4.8,10,8,J,B.,4.8,10,8,J,C.8.0,10,8,J,D.,8.0,10,8,J,答案,1,2,3,4,解析,图,3,U,AD,A,D,40,(,10)V,30 V.,所以,W,AD,qU,AD,1.6,10,9,(,30)J,4.8,10,8,J.,3.,一个带正电的质点，电荷量,q,2.0,10,9,C,，在静电场中由,a,点移动到,b,点,.,在这个过程中，除电场力外，其他外力做的功为,6.0,10,5,J,，质点的动能增加了,8.0,10,5,J,，则,a,、,b,两点间的电势差,U,ab,为,A.1,10,4,V B.,1,10,4,V,C.4,10,4,V D.,7,10,4,V,答案,解析,1,2,3,4,4.,将一电荷量为,3,10,6,C,的负电荷从电场中的,A,点移动到,B,点，克服电场力做了,3,10,5,J,的功，再将该电荷从,B,点移动到,C,点，电场力做了,1.2,10,5,J,的功，则,A,、,C,间的电势差为多少？电荷从,A,点移动到,B,点再从,B,点移动到,C,点的过程中，电势能变化了多少？,1,2,3,4,答案,解析,6 V,增加了,1.8,10,5,J,1,2,3,4,本课结束,