高中物理 第一章 电场 第四节 电势和电势差学案 粤教版选修3-1.doc

第四节电势和电势差学习目标重点难点1理解电势差的概念及其定义式uab，会根据电荷q在电场中移动时电场力所做的功wab计算uab，会根据电势差uab计算电荷q在电场中移动时电场力所做的功wabquab2理解电势的概念，能记住电势与电势差的关系uabab，能记住电势的值与零电势的选择有关3知道什么是电势能，能记住电场力做功与电势能改变的关系重点：电势、电势差的概念难点：电势、电势差的概念的引入一、电势差1电场力做功的特点静电力做功与电荷移动的_无关，只与电荷的_有关，可见电场力做功与_做功相似2电场力做功与电势能的关系电场力做的功等于电势能的_，用公式表示wab_3电势差（1）定义：电荷在电场中a、b两点间移动时电场力对电荷做的_与电荷所带_的比值（2）公式：uab_（3）单位：国际单位制中，电势差的单位是_，简称_，符号是v（4）电势差可以是_值，也可以是_值，电势差也叫_预习交流请思考若a、b两点间的电势差记为uab，则b、a两点间的电势差记为什么？a、b两点间的电势差与b、a两点间的电势差存在什么关系？二、电势1定义：_从电场中的某点a移到参考点p时_做的功，就表示a点的_，符号为，则_2单位：单位是_，符号是_3相对性：电场中某点的电势与参考点有关，常取离场源电荷无限远处电势为零，大地的电势为零，电场线指向电势_的方向，电势是_，可以是正值，也可以是负值，只有大小，没有方向4电势差和电势差的关系：_三、等势面1定义：电场中电势_的点构成的曲面2等势面与电场强弱的关系：等势面密的地方电场_，等势面疏的地方电场_在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点答案：一、1路径初末位置重力2改变epaepb3（1）功电荷量（2）wab/q（3）伏特伏（4）正负电压预习交流：答案：（1）b、a两点间的电势差记为uba（2）a、b两点与b、a两点间的电势差存在的关系是ubaba（ab）uab二、1单位正电荷电场力电势2伏v3低标量4uabab三、1相等2强弱一、电场力做功与电势能的关系学生思考：电荷只在静电力的作用下运动，电势能一定降低吗？为什么？如图所示，在场强为e的匀强电场中有相距为l的a，b两点，连线ab与电场线的夹角为，将一电荷量为q的正电荷从a点移到b点若沿直线ab移动该电荷，电场力做的功w1_；若沿路径acb移动该电荷，电场力做的功w2_；若沿曲线adb移动该电荷，电场力做的功w3_1电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关，这是场力（重力、电场力）做功的一大特点2电场力做功伴随着电势能的变化电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，其他力做功不会引起电势能的变化，并且电场力做正功，电势能一定减少；电场力做负功，电势能一定增加电场力做了多少正功，电势能就减少多少，电场力做了多少负功，电势能就增加多少也就是说，静电力做的功是电势能与其他形式的能转化的量度3电荷在电场中某点的电势能的大小和零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取无关4静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷的电势能数值二、电势和电势差我们知道，一个物体所处的高度与测量的起点有关，但两个物体间的高度差却与测量的起点无关想一起，某点电势的高低与零电势点的选取是否有关？电场中两个点间电势的差值与零电势点的选取是否有关？（2011永泰高二检测）在电场中，若取m点电势为零，则a点电势a5 v，b点电势b2 v，若取n点电势为零电势，a点电势为a2 v，则此时b点电势b_ v1电势差：电荷在电场中两点移动时，电场力所做的功跟它的电荷量的比值，叫做这两点间的电势差，uab，是标量2电势：电场中某点的电势，等于该点与零电势点间的电势差，在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功，令b0，则auabab3电势能、电势具有相对性，与零电势点选取有关；电势差具有绝对性，与零电势点的选取无关三、等势面学生讨论：电势是从能量角度描述电场的一个重要物理量，电场中的不同位置的电势有的相同，有的不同，那么我们能否用更直观的方法来表示各点电势的分布情况呢？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_1等势面就是在电场中电势相等的点所构成的面，随意找几个点，都能画出它们的等势面，这样的几个等势面不能完整地描述电场如果我们每隔相等的电势画等势面，也就是我们通常所说的等差等势面，就可以比较形象、完整地描述电场了2等势面的特点：（1）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功（2）两个不同的等势面不相交、不相切（3）等势面的分布与零电势点的选取无关3等势面的应用（1）知道等势面的分布就知道电场中各点电势的高低差别（2）能求出电荷在不同等势面间移动时电场力做的功，即wabquabq（ab）1a、b为电场中的两个点，如果把q2108 c的负电荷从a点移到b点，电场力对该电荷做了4107 j的正功，该电荷的电势能（）a增加了4107 jb增加了2108 jc减少了4107 j d减少了2108 j2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电荷量为1 c的电荷从电场中一点移动到另一点，若电场力做了1 j的功，这两点间的电势差就是1 vc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荷量成反比3下列关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是（）a电势差的大小由电场力在两点间移动电荷所做的功和电荷的电荷量决定b电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定c电势差是矢量，电场力做的功是标量d在匀强电场中与电场线垂直的直线上任意两点的电势差均为零4电子在电场中只受电场力作用，由高电势处运动到低电势处，下列说法正确的是（）a电子动能一定越来越小b电子的电势能一定越来越大c电子的速度一定越来越大d电子的电势能有可能越来越小5如图所示，是一个点电荷电场的电场线（箭头线）和等势面（虚线），两等势面之间的电势差大小为2 v，有一个带电荷量为q1.0108 c的电荷，从a点沿不规则曲线路径移到b点，电场力做功为（）a2.0108 jb2.0108 jc1.6107 j d4.0108 j提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华技能要领答案：活动与探究1：答案：不一定如果静电力对电荷做正功，则wab0，所以epaepb，电势能减小；若静电力对电荷做负功，wab0，epaepb0则epaepb，电势能增加迁移与应用1：答案：qelcos qelcos qelcos 解析：沿三个不同路径移电荷，位移相同，均为ab所以wflcos qelcos 即w1w2w3qelcos 活动与探究2：答案：有关无关迁移与应用2：答案：9解析：ab两点的电势差与零电势点的选取无关uabab5 v2 v7 v，则ab7 v所以ba7 v2 v7 v9 v活动与探究3：答案：可以，用等势面迁移与应用3：答案：012 v12 v解析：由电势差的基本定义可知：因a、b两点在图中同一等势面上，故有ab，所以uabab10 v10 v0b、c间的电势差为ubcbc10 v（2 v）12 vc、a间的电势差为uca2 v10 v12 v当堂检测答案：1c解析：电场力做的功对应电势能的变化，电场力做正功，说明电势能减少了2b解析：根据电势差的定义式uab可知b正确，a、c错误；电场中两点间的电势差与放入的电荷无关，d项错误3bd解析：在公式wabquab中，uab由电场自身的性质决定，与wab和q均无关，但uab和q的大小却决定了wab的大小，