高中物理 第一章 静电场 第6讲 电势差课件 新人教版选修31.ppt

第一章静电场 第6讲电势差 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式 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 会用uab a b及uab 进行有关计算 目标定位 二 静电力做功与电势差的关系 栏目索引 一 电势差 对点检测自查自纠 一 电势差 知识梳理 1 定义 电场中两点间的差值 也叫 2 电场中两点间的电势差与零电势点的选择 填 有关 或 无关 3 公式 电场中a点的电势为 a b点的电势为 b 则uab uba 可见uab 4 电势差是 uab为正值 a点的电势比b点的电势 uab为负值 a点的电势比b点的电势 5 电势差的单位和电势的单位相同 均为 符号是 电势 电压 无关 a b b a uba 标量 高 低 伏特 v 答案 深度思考 选取不同的零电势点 电场中某点的电势会改变吗 两点之间的电势差会改变吗 答案该点的电势会改变 两点之间的电势差不变 答案 典例精析 例1下列说法正确的是 a 电场中两点间的电势差大小与零电势点的选取有关b 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 若 b 0 则 a uab 解析由电势差的概念知b d正确 bd 解析答案 例2如图1所示 某电场的等势面用实线表示 各等势面的电势分别为10v 6v和 2v 则uab ubc uca 图1 解析由电势差的基本定义可知 因a b两点在同一个等势面上 故有 a b 10v c 2v 所以uab a b 10 10 v 0 b c间的电势差为ubc b c 10 2 v 12v c a间的电势差为uca c a 2 10 v 12v 0 12v 12v 返回 解析答案 总结提升 返回 总结提升 1 对电势差要注意角标的排序 如 uab uba uab ubc uac 2 若求某点的电势 必须明确规定零电势点在哪里 但两点间电势差的数值与零电势点的选取无关 知识梳理 二 静电力做功与电势差的关系 1 关系 wab uab 2 适用范围 电场 quab 任意 答案 典例精析 例3在电场中把一个电荷量为 6 10 8c的点电荷从a点移到b点 电场力做功为 3 10 5j 将此电荷从b点移到c点 电场力做功4 5 10 5j 求a点与c点间的电势差 解析答案 总结提升 解析求解电势差可有两种方法 一种是电场力所做的功与电荷量的比值 另一种是两点电势的差值 法一把电荷从a移到c电场力做功wac wab wbc 3 10 5 4 5 10 5 j 1 5 10 5j 则a c间的电势差 解析答案 总结提升 则uac uab ubc 500 750 v 250v 答案 250v 总结提升 总结提升 1 电场力做功与路径无关 只与始 末两点的位置有关 故wac wab wbc 2 在利用公式uab 进行有关计算时 有两种处理方案 方案一 各物理量均带正 负号运算 但代表的意义不同 wab的正 负号表示正 负功 q的正 负号表示电性 uab的正 负号反映 a b的高低 计算时w与u的角标要对应 即wab quab wba quba 方案二 绝对值代入法 wab q uab均代入绝对值 然后再结合题意判断电势的高低 针对训练电场中有a b两点 一个点电荷在a点的电势能为1 2 10 8j 在b点的电势能为8 0 10 9j 已知a b两点在同一条电场线上 如图2所示 该点电荷的电荷量为1 0 10 9c 那么 a 该电荷为负电荷b 该电荷为正电荷c a b两点的电势差uab 4 0vd 把电荷从a移到b 电场力做功为w 4 0j 图2 返回 解析答案 解析点电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 从a到b电场力做正功 所以该电荷一定为负电荷 且wab epa epb 1 2 10 8j 8 0 10 9j 4 0 10 9j 故a项正确 b d项错误 答案a 返回 对点检测自查自纠 1 2 3 4 1 对电势差的理解 下列说法正确的是 a 电场中两点间电势的差值叫做电势差 也叫电压b 电势差与电势一样 是相对量 与零电势点的选取有关c uab表示b点与a点之间的电势差 即uab b ad a b两点的电势差是恒定的 不随零电势点的不同而改变 所以uab uba 解析电势差的大小与零电势点的选取无关 b错误 电势差可以反映出两点电势的高低 uab a b uba 而电压只是电势差的大小 c d错误 a 解析答案 1 2 3 4 2 电场力做功与电势差的关系 关于电势差和电场力做功的说法中 正确的是 a 电势差是矢量 电场力做的功是标量b 在两点间移动电荷 电场力不做功 则两点间的电势差为零c 在两点间被移动的电荷的电荷量越少 则两点间的电势差越大d 在两点间移动电荷时 电场力做正功 则两点间的电势差大于零 解析电势差是标量 其正 负号不表示方向 故a错 两点间的电势差与被移动电荷的电荷量无关 故c错 若在两点间移动负电荷时 电场力做正功 则这两点间电势差为负值 故d错 只有b对 b 解析答案 1 2 3 4 3 电势差与电场力的功 如图3所示 在处于o点的点电荷 q形成的电场中 试探电荷 q由a点移到b点 电场力做功为w1 以oa为半径画弧交ob于c 再把试探电荷由a点移到c点电场力做功为w2 由c点移到b点电场力做功为w3 则3次电场力做功的大小关系为 图3 a w1 w2 w3 0b w1 w2 w3 0c w1 w3 w2 0d w3 w1 w2 0 解析因为a c在同一等势面上 所以uab ucb uac 0 w1 w3 w2 0 选c c 解析答案 1 2 3 4 返回 4 电场力做功与电势差的关系 有一电荷量为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点电场力做功9 10 4j 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 解析答案 1 2 3 4 解析 1 法一先求电势差的绝对值 再判断正 负 因负电荷从a移到b克服电场力做功 必是从高电势点移向低电势点 即 a b uab 200v 因负电荷从b移到c电场力做正功 必是从低电势点移到高电势点 即 b c ubc 300v uca ucb uba ubc uab 300 200 v 100v 解析答案 1 2 3 4 法二直接代入数值符号求解电荷由a移向b克服电场力做功即电场力做负功 wab 6 10 4j 电荷由b移到c电场力做正功 故uca ucb uba 100v 解析答案 1 2 3 4 2 若 b 0 由uab a b 得 a uab b 200v 由ubc b c得 c b ubc 0 300 v 300v