高中物理 第1章 第5节 电势差课件 新人教版选修31.ppt

第一章静电场 第5节电势差 1 掌握电势差的概念 知道电势差与电势零点的选择无关 2 知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系 3 掌握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 4 体会电势差的分析过程和计算时应注意的问题 培养严谨的科学态度 要点一电势差1 定义 电场中两点间电势的差值叫做电势差 也叫电压 2 公式 uab a b uba b a uab uba 3 单位 伏特 符号是v 4 理解电势差的注意事项 1 电势差是表示电场能的性质的物理量 只由电场本身的性质决定 电场中电势是相对的 而电势差是绝对的 与零电势的选取无关 2 讲到电势差时 必须明确所指的是哪两点的电势差 a b间的电势差记为uab 而b a间的电势差记为uba 且uab uba 3 电势差是标量 但电势差有正 负之分 且电势差的正 负表示电场中两点电势的高低 如uab 6v 表示a点的电势比b点的电势低6v 电势可以和高度类比 电势差可以和高度差类比 注意体会类比法的运用 5 电势差与电势的区别和联系 电势差等于两点的电势之差 反过来 某点电势也可看成该点与零电势点的电势差 a uao o 0 静电力做功的计算方法 1 根据电势能的变化与静电力做功的关系计算 静电力做了多少功 就有多少电势能和其他形式的能发生相互转化 2 应用公式wab quab计算 可求变力做功 3 应用功的定义式求解匀强电场中静电力做的功w qescos 注意 此法只适用于匀强电场 4 由动能定理求解静电力做的功w电 w其他 ek 即若已知动能的改变量和其他力做功的情况 就可由上述式子求解静电力做的功 有一带电荷量q 3 10 6c的点电荷 从电场中的a点移到b点时 克服电场力做功6 10 4j 从b点移到c点时电场力做功9 10 4j 求 1 ab bc ca间电势差各为多少 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 2 若 b 0 由uab a b得 a uab 200v由ubc b c得 c b ubc 0 300 v 300v电荷在a点的电势能epa q a 3 10 6 200j 6 10 4j 电荷在c点的电势能epc q c 3 10 6 300j 9 10 4j 答案 1 200v 300v100v 2 200v300v 6 10 4j 9 10 4j 变式训练1 1 分析 借助功能关系可求出a到b的过程中电场做的功 因uab uac 求出uab即可得uac 方法总结 此类问题往往涉及的力学规律较多 首先分析带电粒子受力情况 然后再分析各力做功情况及电势能 动能的变化 用动能定理求解 但要注意变力做功不能直接用w flcos 计算 2014 乐山一模 如图所示 长为l 倾角为 30 的光滑绝缘斜面处于电场中 一带电量为 q 质量为m的小球 以初速度v0由斜面底端的a点开始沿斜面上滑 到达斜面顶端的速度仍为v0 则 变式训练2 1 解析 若电场是匀强电场 则小球沿斜面做匀速直线运动 如图所示 只要电场力沿斜面向上的分力与重力沿斜面向下的分力相抵消 重 由上述分析 从a点到b点的过程中 电场力做正功 根据功能关系可知 电势能减少 小球在b点的电势能一定小于小球在a点的电势能 故c选项正确 若该电场是由ac边中垂线某点p上的点电荷 q产生的 且p点到a b点的距离 pb pa 则b点的电势高于a点的电势 正电荷在电势高的地方电势能大 小球在b点的电势能大于a点的电势能 结论不正确 故d选项错误 答案 bc 1 关于电势差的说法中 正确的是 a 两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时 电场力所做的功b 电场中两点的电势差与电场力对粒子做的功无关 仅由电场决定c 在两点间移动电荷时 电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关d 两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比 解析 两点间的电势差等于单位正电荷从其中一点移到另一点时 电场力所做的功 故a选项错误 两点间的电势差与电场力做功无关 与放入的电荷无关 由电场决定 故b选项正确 d选项错误 电场力做功w qu 由电荷量和两点间的电势差决定 故c选项错误 答案 b 答案 bc a 从a点到c点 小球a做匀加速运动b 小球a在c点的动能大于小球b在b点的动能c 从a点到c点 小球a的机械能先减少后增加 但机械能与电势能之和不变d 从a点到c点电场力对小球a做的功大于从a点到b点电场力对小球b做的功 解析 小球a所受库仑力大小不断变化 a所受合外力变化 从a点到c点 小球a做变加速运动 a选项错误 bc处于同一等势面 小球a从a运动到c和小球b从a运动到b电场力做功相等 a球重力势能减少量大于b球