2019_2020版高中物理第一章5电势差课件新人教版.pptx

5 电势差,学习目标,课前预习,课堂探究,随堂演练,课前预习 掌握新知,知识梳理,一、电势差 1.定义:电场中两点间 的差值,叫做电势差,也叫电压. 3.标矢性:电势差是 ,有正负,UAB0,表示A点电势比B点电势 . 4.单位:电势差的单位和电势的单位相同,为 ,符号是 .,电势,标量,高,伏特,V,二、静电力做功与电势差的关系 2.物理意义:电场中A,B两点间的电势差等于 做的功与电荷量q的比值.,qUAB,静电力,科学思维,1.思考判断,(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)若UAB0,说明从A到B电势降低.( ) (4)若将电荷q从电场中的A点分别移到B,C,D各点过程中,静电力做功相同,则B,C,D三点的电势必然相等.( ) (6)UAB和UBA是不同的,它们的关系为UAB=-UBA.( ),2.思维探究 (1)选取不同的电势零点,电场中某点的电势会改变吗?两点之间的电势差会改变吗? 答案:电势会改变;两点之间的电势差不变. (2)在不预先定义“电势”的情况下,可以利用静电力做功定义电势差吗?,要点一 电势和电势差的理解 探究导学,课堂探究 突破要点,如图是等高线的图示,所标数值是地面某个点高出海平面的垂直距离,也就是海拔,也称为绝对高度.而地面上某一点高出另一点的垂直距离称为相对高度.,(1)选择不同的测量起点时,不同地方的高度和两个地方的高度差会有怎样的变化? (2)同样地,在电场中选择不同的电势零点时,不同位置的电势和两个位置的电势差又会有怎样的变化?,答案:(1)选择不同的测量起点时,不同地方的高度往往不同,但两个地方的高度差不会因测量起点的不同而变化. (2)与此类似,在电场中电势零点的选取不同,某点的电势会不同,电势零点变化时,两点间的电势差不会改变,电势差没有相对性,与电势零点位置无关.,要点归纳 1.对电势差的进一步理解 (2)电势差的绝对性:电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关.,2.电势和电势差的比较,B,学霸笔记,(1)电势的正负表示电场中某点电势的高低.若某点的电势为正值,则该点的电势比零电势点的电势高;若某点的电势为负值,则该点的电势比零电势点的电势低. (2)电势差的正负表示电场中两点间电势的高低.若UAB为正值,则A点的电势比B点的电势高;若UAB为负值,则A点的电势比B点的电势低.,(教师备用) 例1-1:(多选)下面关于静电力做功和电势差的说法中,正确的是( ) A.电势差的大小由静电力在两点间移动电荷所做的功和电荷量决定 B.静电力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定 C.电势差是矢量,静电力做的功是标量 D.在匀强电场中,与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零,BD,解析:电势差是电场中两点间的电势之差,电势是描述电场能的性质的物理量,它的大小由电场的性质决定.因此电势差的大小也由电场的性质决定,与在两点间移动电荷所做的功和电荷量无关,因而选项A错误.但在两点间移动电荷时静电力做的功是由这两点间的电势差和电荷量决定的,所以选项B正确.电势差是电场中两点间的电势之差,电势是标量,所以电势差也是标量,静电力做的功也是标量,因而选项C错误.在匀强电场中,在与电场线垂直的某个方向上任意两点间移动电荷时,电荷的受力方向与运动方向垂直,由功的公式可知做功为零.由W=qUAB可知,这两点间的电势差为零,所以选项D正确.,针对训练1 下列说法正确的是( ) A.电势差与电势一样,是相对量,与电势零点的选取有关 B.电势差是一个标量,但有正、负之分 C.由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关 D.A,B两点的电势差是恒定的,不随电势零点的不同而改变,所以UAB=UBA,BC,要点二 静电力做功与电势差的关系 探究导学,电荷量为q的电荷沿如图所示的曲线由电场中的A点运动到B点,已知A,B两点的电势分别为A,B,请思考后回答下列问题.,(1)电荷在A,B两点具有的电势能分别为多少?此过程静电力做功WAB为多少? (2)由上述问题可以得出静电力做功与电势差之间有什么样的关系?,要点归纳,2.公式应用过程中WAB,q及UAB正负号的两种处理方法 (1)代入正、负号进行运算:把电荷q的电性和两点间的电势差U的正、负代入,算出的功为正,则说明静电力做正功,电荷的电势能减少;算出的功为负,则说明静电力做负功,电荷的电势能增加. (2)只将绝对值代入公式运算:即在计算时,q,U都取绝对值,算出的功也是绝对值,而功的正负可借助于静电力与移动方向间的关系确定. 3.公式WAB=qUAB适用于任何电场,其中UAB为电场中A,B两点间的电势差,WAB仅是静电力做的功,不包括从A到B移动电荷时,其他力所做的功.,例2 (2019安徽宿州检测)在电场中把2.010-9 C的正电荷从A点移到B点,静电力做功1.510-7 J.再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功为 -4.010-7 J. (1)A,B,C三点中哪点电势最高?哪点电势最低? (2)A,B间,B,C间,A,C间的电势差各是多大? (3)把-1.510-9 C的电荷从A点移到C点,静电力做多少功?,过程图示:,(3)-1.510-9 C的电荷从A点移到C点,静电力做功WAC=qUAC=-1.5 10-9(-125)J=1.87510-7 J.,答案:(1)C点 B点 (2)UAB=75 V UBC=-200 V UAC=-125 V (3)1.87510-7 J,学霸笔记,(3)电场中各点间的电势差可依次用代数方法相加,但要注意角标的排序,如UAD=UAB+UBC+UCD,UAB=-UBA.,(教师备用) 例2-1:有一带电荷量q=-310-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功610-4 J,从B点移到C点时,静电力做功910-4 J.求: (1)AB,BC,CA间电势差各为多少?,答案:(1)200 V -300 V 100 V,(2)如果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:(2)200 V 300 V -610-4 J -910-4 J,针对训练2(2019山东济宁期末)如图所示,在一正的点电荷产生的电场中有A,B两点,一点电荷为-3.210-19 C的试探电荷从A点移到B点的过程中,克服静电力做功为W=6.410-20 J,则A,B两点间的电势差UAB等于( ) A.5 V B.-5 V C.0.2 V D.-0.2 V,C,要点三 静电力做功的四种计算方法 探究导学,带电粒子可能在匀强电场中运动,也可能在非匀强电场中运动,可能是只在静电力作用下运动,也可能是在多个力作用下运动,可能是做直线运动,也可能是做曲线运动思考: (1)公式WAB=qUAB适用于任何电场,但适用于带电粒子受多个力的情况吗? (2)功的公式W=Fscos 可以用来计算静电力做的功吗?,答案:(1)适用,但仅仅求得静电力做的功. (2)在匀强电场中可用功的公式求静电力做的功.,要点归纳,例3(2019四川泸州校级月考)如图所示,在电场强度E=1.5103 N/C的匀强电场中,有A,B,C三点,AB垂直于电场线,BC平行于电场线,AB= 3 cm,BC=4 cm,AC=5 cm,A,B间的电势差UAB=0,B,C间的电势差UBC与A,C间的电势差UAC相等,UBC=UAC=60 V,把一正电荷q=+1.010-8 C 放在A 点,求: (1)电荷q在A点受到的静电力为多大?方向怎样? (2)电荷q分别沿ABC和AC路线到达C点,静电力各做了多少功?电势能怎样变化?变化了多少?,审题指导:,答案:(1)1.510-5 N 方向与电场线方向相同 (2)6.010-7 J 6.010-7 J 电势能减少 6.010-7 J,学霸笔记,(2)应用WAB=qUAB求静电力的功比较方便,因为它较W=qEd的适用范围更广,且不必考虑静电力大小和电荷运动路径.,(教师备用) 例3-1:(2019山东昌邑一中高二测试)如图所示,匀强电场的电场强度E=1.2102 N/C,方向水平向右,一点电荷q=410-8 C沿半径为R=20 cm的圆周,从A点移动到B点,已知AOB=90,求:,(1)这一过程静电力做多少功?是正功还是负功?,答案:(1)9.610-7 J 负功,(2)A,B两点间的电势差UAB为多大?,答案:(2)-24 V,随堂演练 检测效果,1.(2019四川成都月考)(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,静电力做功越多,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,BD,2.(2019河北石家庄月考)测量表明,大地周围空间存在电场,在寻常日子里,平坦的旷野上,竖直向上每升高 1 m,电势增加100 V.现有一运动员,身高2 m,赤足站在位于旷野的运动场上,若将人视为导体,此运动员头顶与其脚底间的电势差为( ) A.0 B.100 V C.150 V D.200 V,解析:由于人是导体,而电场中的导体是等势体,所以人的头部和脚跟之间的电势差(电压)约为0 V,故A正确,B,C,D错误.,A,3.(2018安徽六安期末)电场中有A,B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.210-8 J,在B点的电势能为8.010-9 J.已知A,B两点在同一条电场线上.如图所示,该点电荷的电荷量为1.010-9 C.那么( ) A.该电荷为负电荷 B.该电荷为正电荷 C.A,B两点的电势差UAB=4.0 V D.把电荷从A移到B,静电力做功为W=4.0 J,A,4.(2019山东滨州月考)如图为真空中某静电场,虚线表示等势面,各等势面电势的值如图所示,一带电粒子只在静电力的作用下,沿图中的实线从A经过B运动到C,B,C两点位于同一等势面上,则以下说法正确的是( ) A.带电粒子在A点的电势能大于在C点的电势能 B.A点电场强度大于B点电场强度 C.带电粒子从A经过B运动到C的过程中动能先增大再减小 D.带电粒子从A到C静电力所做的功等于从A到B静电力做的功,D,解析:根据电场线与等势面垂直,且由高电势指向低电势,可知电场线方向大致向右,根据粒子轨迹的弯曲方