浙江省嘉兴市秀州中学高中物理 电势差导学案（无答案）新人教版选修31.doc

浙江省嘉兴市秀州中学高中物理 电势差导学案（无答案）新人教版选修3-1【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，知道电势差的正负号与电势高低之间的对应关系3知道静电力做功与电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算【学习重难点】 利用静电力做功与电势差的关系公式进行相关计算【自主学习】 物理学家牛顿曾说：“如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在了巨人的肩膀上。”这句话的意思不言而喻，也一直并将继续启迪后来人。这句话其实也有它的物理道理，假如牛顿真的站在了一个巨人的肩膀上，这个巨人的肩膀越高，牛顿所处的高度就越大，但牛顿的头顶到脚的高度差（身高）却保持不变。同样的道理，选择不同的位置做零电势点，电场中同一点的电势不同，但两点之间的数值之差（电势差）不变。因此，在物理学中，研究电势差更有实际意义。那么什么是电势差呢阅读课本20页，回答并填空目标一：电势差和电势的关系电势差定义： 也叫 。设电场中a点的电势为 ，b点的电势为 ，电势差表示成 也可以表示成 显然 讨论并交流1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？思考与总结：思考：请你比较电势差和电势的相同与不同之处？总结：电势差与电势的相同之处：（1）、两者没有严格的界限，电势实质上是某点与零电势点之间的 。（2）两者都是 量，但是都有正、负。（3）、都与试探电荷 关。（4）单位都是 。电势差与电势的不同之处： 电势是相对的，与零电势点的选取 关； 电势差是绝对的，与零电势点的选取 关。注意：电场中a、b两点间的电势差跟无关，与也无关，只与电场中ab位置有关目标二： 静电力做功与电势差的关系。阅读课本21页填空并思考以下问题：电荷q从电场中a点移到b点，静电力做功与电势差的关系。wab= = = = 即 或 讨论并交流1、uab由什么决定？跟wab、q有关吗？2、wab跟q、uab有关吗？目标三： 对公式的应用1.应用wabquab时必须注意公式中各个物理量的符号wab对应着电场力做功的正负；q对应着电荷的正负；uab对应着电势差的正负例一：有一带电荷量q3106c的点电荷,从某电场中的a点移到b点，点电荷克服电场力做功6104 j，从b点移到c点，电场力对电荷做功9104 j，求a、c两点间的电势差并说明a、c两点哪点的电势较高变式训练1在电场中把一个电荷量q1105 c的点电荷从a点移到b点，克服电场力做功3105 j问a、b两点间的电势差是多少？如果将电荷q从电场中拿走，a、b两点间的电势差又是多少？特别提醒：应用wabquab时，各量的符号问题：(1)带正、负号进行运算,根据计算结果的正、负判断电势高低或功的正、负(2)只将绝对值代入公式运算，例如计算wab，无论q、uab正负，只将它们的绝对值代入公式若要确定wab的正负，可根据静电力方向和位移方向的夹角判定2静电力做功的计算方法(1)功的定义法：wabqelcosqed，d是沿电场方向的位移(2)电势差法：wabquab(3)功能关系法：wabepepaepb(4)动能定理法：wabw其他力ek说明：(1)式只适用于匀强电场，(2)、(3)、(4)适用于任何静电场例二：如图所示，匀强电场的场强e1.2102 n/c，方向水平向右，一点电荷q4108 c沿半径为r20 cm的圆周，从a点移动到b点，已知aob90，求：(1)这一过程中电场力做多少功？是正功还是负功？(2)a、b两点间的电势差uab为多大？变式训练2.如图所示，abcdf为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平向右的匀强电场中，ab与电场线平行，bcdf是半径为r的圆形轨道，今有质量为m、带电量为q的小球在电场力作用下从a点由静止开始沿轨道运动，小球经过最高点d时对轨道的压力恰好为零，则a点与最低点b间的电势差为多大？基础题（一看就懂，一做就会）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、1c电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1j的功，这两点间的电势差就是1vc、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2、关于对uab =wab/q 和wab = quab的理解，正确的是（ ）a、电场中a、b两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比b、在电场中a、b两点移动不同的电荷，电场力的功wab和电量q成正比c、uab与q、wab无关，甚至与是否移动电荷都没有关系d、wab与q、uab无关，与电荷移动的路径无关3、关于电势差uab和电势a 、b的理解，正确的是（ ）a、uab表示b点与a点之间的电势差，即uab = b - ab、uab和uba是不同的，它们有关系：uab = -ubac、a 、b都有正负，所以电势是矢量d、零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点4、有一个带电量q = -3.010-6 c的点电荷，从电场中的a点移到b点时，克服电场力做功6.010-4j，从b点移到c点时，电场力做功9.010-4 j。试问：（1）a、b、c三点之间的电势差uab 、ubc和uca各是多少？（2）若规定b点电势为零，则a、c两点的电势a和c各是多少？该电荷在a、c两点的电势能epa和epc分别又是多少？ 达标题（跳起来，摘下丰收果）5在电场中，a、b两点间的电势差为uab75 v，b、c两点间的电势差为ubc200 v，则a、b、c三点电势高低关系为()aabcbacab dcba6.如右图所示，在q形成的电场中，有a、b、c三点，它们到点电荷的距离为rarbrc，且uabubc.则() aa点电势高于c点电势ba点场强比c点场强大c同一负电荷放在c点比放在a点的电势能大d同一负电荷由a点移到b点，比由b点移到c点电场力做功多7.右图中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面一个电量为5.0108 c的点电荷，沿图中曲线从a点移到b点，则下列说法正确的是() a电场力做的功为5.0107 jb粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能c粒子在b点的速度一定大于在a点的速度d粒子在a点和b点的速度大小一定相等8.一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线jk穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，其中有abcd，若不计粒子的重力，可以确定() a粒子带正电b从j到k粒子的电势能增加c该粒子带负电d粒子从j到k运动过程中的动能与电势能之和可能增加拓展题（勇往直前，试一试）9.如图2所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上，场强为e的匀强电场与环面平行。一电量为+q、质量为m的小球穿在环上，可沿环作无摩擦的圆周运动，若小球经a点时，速度va的方向恰与电场垂直