高中物理人教版选修3-1：1.5 电势差

1.5 电势差导学案【学习目标】1、理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关。2、掌握两点间电势差的表达公式，知道两点间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系。来源:3、知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算。【重点难点】静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义【学法指导】认真阅读教材，体会电势差的特点；体会例题展示的解题方法【知识链接】除了电场强度，电势是又一个表征电场性质的重要物理量。电势的定义： 用公式表示为： 应该先规定电场中某处的电势为0，然后才能确定其他各点的电势。电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。但电势只有大小，没有 ，是 量。选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变。那么有没有不随电势零点变化而变化的物理量呢？（类比高的和高度差思考）【学习过程】1、电势差 （1）电势差是电场中两点间的电势的差值，即：UAB= 或UBA= 显然UAB=-UBA（2）电场中某一点的电势，与选取的电势零点有关；而电场中两点间的电势差，与选取的电势零点 。（3）电势和电势差单位都是 ，符号 ，都有正负值，但都是 量a. 电势的正负表示该点比电势零点的电势高或低；b. 电势差的正负表示电场中两点电势的高低。说明：电势差也叫电压，在很多场合下电压不带正负号。 2 、电势差与电场力做功的关系（1）推导： 电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与两点间电势差UAB关系：（2）关系式： 或 思考UAB由什么决定？由WAB、q决定吗？ 所以电势差反映了 .3、应用计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：0，电场力做 功； 0，电场力做 功（也可以说成物体克服电场力做功）；0，表示 ； 0，表示 （比较和的高低）三、典型例题分析（提示 ：应用计算时，注意各物理量用正负值代入。）【例1】将一个电量为2109C的点电荷从电场中的N点移到M点，需克服电场力做功1.4108J，N、M两点间的电势差UNM为多少？若将该电荷从M移到N，电场力做什么功？UMN为多少？【例2】在电场中把2.0109C 的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5107J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-4.0107J 。(1)A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？（2） AB间，BC间，AC间的电势差各是多大？（3）把-1.5109C的电荷从 A 点移到C 点，静电力做多少功？解（1）（2）（3）四、课堂小结：1、电势差的概念及公式： 2、电势差和电势的区别： 3、电势差与电场力做功的关系式： 4、应用计算时的注意事项： 【训练测试】1(2009长沙市一中高二检测)下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有()场强EF/q场强EU/d场强EkQ/r2电场力做功WUqA BC D2下列说法哪些是正确的()A电势处处相等且不为零的空间中各点场强必为零B电势降落速度最大的方向必为场强方向C电场中电势高的点场强较大D电场中场强相等的两点间电势差一定为零3如下图所示，匀强电场场强E100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60，则UBA之值为()A10V B10VC5V D5V4(2009河南宝丰一中高二检测)A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且到连线上中点O的距离相等，如图所示，则()来源:A同一电荷在A，B两点的电势能相等B把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电场强度先增大后减少C把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电势能先减少后增大DA、B连线上的任意两点的电势差为零5夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电设两云团之间电势差保持3109V不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3106V/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过_秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为500C，闪电历时0.01s，则此过程中的平均电流为_安培(提示：电流I)6如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab5cm，bc12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60角，一个电量为q4108C的正电荷从a移到b电场力做功为W11.2107J，求：(1)匀强电场的电场强度E；(2)电荷从b移到c，电场力做的功W2；(3)a、c两点的电势差Uac.【参考答案】1答案：D2答案：AB解析：沿场强方向电势必然降低，在某空间中电势处处相等且不为零，则只有场强为零才可能，故A对，由电势差与场强的关系可知B对C错D错3答案：C解析：UBAEd1000.1cos60V5V.4答案：ABD5答案：40050 000解析：设经过时间t 后发生放电现象，则由UEd可知，d，而t解之得，t400s由I可知，IA50 000A6答案：(1)60V/m(2)1.44107J(3)6.6V解析：(1)从a到b电场力做功W1qUab由匀强电场中电场强度和电势差的关系UabEdab所以EV/m60V/m(2)把电荷从b移到c，电场力做功W2qUbcqEdbccos60410860121020.5J1.44107J来源:(3)a与c间的电势差UacUab