江苏省赣榆县海头高级中学高中物理 1.5《电势差》学案 新人教版选修31.doc

江苏省赣榆县海头高级中学高中物理选修3-1 1.5电势差学案（人教版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，知道两点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、知道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。【重点难点】静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义【学法指导】认真阅读教材，体会电势差的特点；体会例题展示的解题方法【知识链接】除了电场强度，电势是又一个表征电场性质的重要物理量。电势的定义： 用公式表示为： 应该先规定电场中某处的电势为0，然后才能确定其他各点的电势。电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。但电势只有大小，没有 ，是 量。选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变。那么有没有不随电势零点变化而变化的物理量呢？（类比高的和高度差思考）【学习过程】1、电势差 （1）电势差是电场中两点间的电势的差值，即：uab= 或uba= 显然uab=-uba（2）电场中某一点的电势，与选取的电势零点有关；而电场中两点间的电势差，与选取的电势零点 。（3）电势和电势差单位都是 ，符号 ，都有正负值，但都是 量a. 电势的正负表示该点比电势零点的电势高或低；b. 电势差的正负表示电场中两点电势的高低。说明：电势差也叫电压，在很多场合下电压不带正负号。 2 、电势差与电场力做功的关系（1）推导： 电荷q在电场力作用下由a点移到另一点b的过程中，电场力做的功wab与两点间电势差uab关系：（2）关系式： 或 思考uab由什么决定？由wab、q决定吗？ 所以电势差反映了 .3、应用计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：0，电场力做 功； 0，电场力做 功（也可以说成物体克服电场力做功）；0，表示 ； 0，表示 （比较和的高低）三、典型例题分析（提示 ：应用计算时，注意各物理量用正负值代入。）【例1】将一个电量为2109c的点电荷从电场中的n点移到m点，需克服电场力做功1.4108j，n、m两点间的电势差unm为多少？若将该电荷从m移到n，电场力做什么功？umn为多少？【例2】在电场中把2.0109c 的正电荷从a点移到b点，静电力做功1.5107j。再把这个电荷从b点移到c点，静电力做功-4.0107j 。(1)a、b、c三点中哪点电势最高？哪点电势最低？（2） ab间，bc间，ac间的电势差各是多大？（3）把-1.5109c的电荷从 a 点移到c 点，静电力做多少功？解（1）（2）（3）四、课堂小结：1、电势差的概念及公式： 2、电势差和电势的区别： 3、电势差与电场力做功的关系式： 4、应用计算时的注意事项： 【训练测试】1(2009长沙市一中高二检测)下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有()场强ef/q场强eu/d场强ekq/r2电场力做功wuqa bc d2下列说法哪些是正确的()a电势处处相等且不为零的空间中各点场强必为零b电势降落速度最大的方向必为场强方向c电场中电势高的点场强较大d电场中场强相等的两点间电势差一定为零3如下图所示，匀强电场场强e100v/m，a、b两点相距10cm，a、b连线与电场线夹角为60，则uba之值为()a10v b10vc5v d5v4(2009河南宝丰一中高二检测)a、b在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且到连线上中点o的距离相等，如图所示，则()a同一电荷在a，b两点的电势能相等b把正电荷从a点沿直线移动到b点，电荷的电场强度先增大后减少c把正电荷从a点沿直线移动到b点，电荷的电势能先减少后增大da、b连线上的任意两点的电势差为零5夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电设两云团之间电势差保持3109v不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3106v/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过_秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为500c，闪电历时0.01s，则此过程中的平均电流为_安培(提示：电流i)6如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab5cm，bc12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60角，一个电量为q4108c的正电荷从a移到b电场力做功为w11.2107j，求：(1)匀强电场的电场强度e；(2)电荷从b移到c，电场力做的功w2；(3)a、c两点的电势差uac.【参考答案】1答案：d2答案：ab解析：沿场强方向电势必然降低，在某空间中电势处处相等且不为零，则只有场强为零才可能，故a对，由电势差与场强的关系可知b对c错d错3答案：c解析：ubaed1000.1cos60v5v.4答案：abd5答案：40050 000解析：设经过时间t 后发生放电现象，则由ued可知，d，而t解之得，t400s由i可知，ia50 000a6答案：(1)60v/m(2)1.44107j(3) 6.6v解析：(1)从a到b电场力做功w1quab由匀强电场中电场强度和电势差的关系uabedab所以ev/m60v/m(2)把电荷从b移到c，电场力做功w2qubcqedbccos60410860121020.5j1.4410