高中物理 第一章 静电场 5 电势差课件 新人教版选修3-1

第一章 静电场 5电势差 课前预习 1 定义电场中两点间电势的 也叫 2 关系式设电场中A点的电势为 A B点的电势为 B 则 A B两点之间的电势差为 UAB B A两点之间的电势差可以表示为 UBA 所以UAB UBA 电势差 电压 差值 电压 A B B A 3 电势差的正负电势差是 但有正 负 电势差的正 负表示两点间电势的高低 所以电场中各点间的电势差可依次用 相加 4 单位在国际单位制中 电势差与电势的单位相同 均为 符号 标量 代数法 伏特 V 1 关系WAB qUAB或UAB 2 证明WAB q A q B 即WAB qUAB 3 物理意义电势差是表征 的性质的物理量 在数值上A B两点间的电势差等于 由A点移动到B点时电场力做的功 电势差与静电力做功的关系 EpA EpB q A B 电场能 单位正电荷 判一判 1 电场中两点的电势越高 电势差越大 2 UAB 0说明从A到B电势降低 3 电势差有正负值 是矢量 4 WAB 0说明电荷从A点移到B点的过程中静电力做正功 5 若UAB 0 则电场对电荷q做的功WAB 0 6 公式WAB qUAB适用于任何电场 不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径 对于静电力是变力时 也同样适用 A 解析 若C点电势为零 A点电势为4V B点电势为2V 比较可得 电势零点改变时 各点间的电势差不变 课内探究 提示 户外高压线上的几十万伏高压是指相邻输电线之间的电势差 而小鸟是站在一根高压线上 两爪之间的电势差非常小 流过小鸟的电流也非常小 当然没有生命危险 探究一对电势差的理解 1 关于电势差的四点说明 1 电场中两点间的电势差 由电场本身决定 与在这两点间移动的电荷的电荷量 静电力做功的大小无关 在确定的电场中 即使不放入电荷 任何两点间的电势差也有确定值 2 讲到电势差时 必须明确所指的是哪两点的电势差 A B间的电势差记为UAB B A间的电势差记为UBA 3 电势差为标量 有正 负之分 电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低 4 电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关 2 电势差与电势的比较 答案 5V 2V3V C 探究二静电力做功的多种求解方法 思考 公式WAB qUAB适用于任何电场吗 适用于带电粒子受多个力的情况吗 功的公式W Fscos 可以用来计算静电力做的功吗 提示 适用 适用 可以 1 电场力做功的求解四法 2 应用公式WAB qUAB时的两点注意 1 公式WAB qUAB适用于任何电场 其中UAB为电场中A B两点间的电势差 WAB仅是静电力做的功 不包括从A到B移动电荷时 其他力所做的功 2 WAB UAB q均可正可负 WAB取负号表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功 UAB取负号表示 A B q取负号表示试探电荷为负电荷 解题指导 因为Q是正点电荷 所以以Q为圆心的球面是一个等势面 这是一个重要的隐含条件 由A点到B点的过程中电场力是变力 所以不能直接用W Fl求解 只能考虑运用功能关系 1 若滑块从水平轨道上距离B点s 3R的A点由静止释放 滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大 2 在 1 的情况下 求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小 素养提升 1 只有电场力做功只发生电势能和动能之间的相互转化 电势能和动能之和保持不变 它们之间的大小关系为 W电 E电 Ek 2 只有电场力和重力做功只发生电势能 重力势能和动能之间的相互转化 电势能 重力势能 动能三者之和保持不变 功和能的大小关系为 W电 WG E电 Ep Ek 电场中的能量转化问题 3 多个力做功多种形式的能参与转化 要根据不同力做功和不同形式的能转化的对应关系分析 总功等于动能的变化 其关系为 W电 W其他 Ek D 解析 场强方向向上 由带电粒子轨迹的弯曲方向可知 电场力向上 则为正电荷 故A错误 b点处的电势能Eb q b 0 01 30J 0 3J 则B错误 在只有静电力做功时电势能与动能之和不变 粒子在a点处的总能量E q a Eka 0 01