河北地区高中物理第一章静电场1.5电势差学案无解答新人教选修.docx

1.5 电 势 差【学习目标】1.理解电势差的概念,知道两点间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的对应关系。3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系,会应用静电力做功的公式进行相关计算。【知识导学】1.定义电场中两点间电势的差值叫作电势差,也叫电压,UAB=A-B,UBA=B-A。2.单位电势差的单位与电势单位相同,在国际单位制中为伏特。3.特征选择不同位置为电势零点,电场中某点的电势的数值也会不同,但电场中某两点间的电势差却保持不变。4.电势差与静电力做功的关系式:UAB= 。 【三“点”探究】主题1:电势与电势差如图甲所示,竖直线上有A、B两点,若取地面为参考平面,则A点的高度为hA=0.7 m,B点的高度为hB=2.3 m,A、B两点间的高度差为h=hB-hA=1.6 m;若取桌面为参考平面,则A点的高度为hA=-0.2 m,B点的高度为hB=1.4 m,A、B两点之间的高度差为h=hB-hA=1.6 m,由此可见,选择不同的参考平面,A、B两点的高度是不同的,即某一位置的高度具有相对性,但两点之间的高度差是一定的,跟参考平面的选择无关。(1)如图乙所示,把B板接地(即B=0),A板电势A=8 V,M点电势M=6 V,N点电势N=2 V,则M、N两点间电势差UMN是多少?(2)在(1)问中,如果将A板接地(即A=0),则B、M、N点电势各是多少?M、N两点间电势差UMN是多少?(3)什么是电势的相对性?两点间的电势差的数值与零电势的位置选取有关吗?同一等势面上两点的电势差是多少?(4)UMN与UNM有什么关系?电势差的正负表示什么意义? 主题2:电势差与电荷如图所示的匀强电场中,电荷+q从A点移动到B点,设AB间距离为s。静电力的大小F=Eq为恒力。(1)将+q从A点移到B点,静电力做功为 ,功与电荷量的比值为 ;将电荷量改为-q,从A点移到B点,静电力做功为 ,功与电荷量的比值为 ;将电荷量改为+nq,从A点移到B点,静电力做功为 ,功与电荷量的比值为 ;将电荷量改为-nq,从A点移到B点,静电力做功为 ,功与电荷量的比值为 。 (2)通过上面的计算你发现了什么规律? 主题3:静电力做功与电势差的关系如图所示,在电场中将电荷q从A移动到B,静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。(1)阅读教材相关内容,推导静电力做功与电势差的关系。(2)A、B两点电势差UAB跟WAB、q有关吗?由什么决定?静电力做功WAB 跟q、UAB有关吗?(3)说说计算静电力做功的方法有哪些。【知识运用】1.下列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,静电力所做的功B.1 C的正电荷从电场中一点移到另一点,如果静电力做了1 J的功,那么这两点间的电势差就是1 VC.在两点间移动电荷时,静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D.两点间的电势差跟放入这两点的电荷的电荷量成反比2.在电场中,已知A、B两点间的电势差UAB0,那么( )。A.把负电荷从A点移到B点,静电力做负功B.把负电荷从A点移到B点,静电力做正功C.把正电荷从B点移到A点,静电力做负功D.把正电荷从B点移到A点,静电力做正功3.如图所示,某电场的等势面用实线表示,各等势面的电势分别为10 V、6 V和-2 V,则UAB= ,UBC= ,UCA= 。 4.电荷量为310-8 C的试探电荷从电场中的A点移到B点时,它的电势能减少了610-7 J,则在这个过程中,静电力对试探电荷做了 J的 (填“正”或“负”)功,A、B两点之间的电势差为 V。 【拓展提升】 拓展一、电势差的理解与计算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。问:(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?(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? 拓展二、电势差与电势能的关系2.图示虚线为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷仅在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV。当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为( )。A.8 eV B.13 eV C.20 eV D.34 eV 拓展三、电势差与运动相结合3.如图所示,质量为m、带电荷量为q的小球,以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿