高中物理 第一章 静电场《电势差》学案 新人教版选修31.doc

1.5电势差学案【课标要求】1、掌握电势差的概念。会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。2、通过类比法教学，使学生理解电势差的概念；应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。3、培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。【重点难点】1.理解掌握电势差的概念、定义式，根据电势差的定义式进行有关计算2.掌握静电力做功与电势差的关系，【课前预习】1选择不同位置作为电势零点，电场中某点电势的数值会_ ，但电场中某两点间电势的差值却_ ，电场中两点间电势的差值叫做_ ，也叫_ ，表达式_ 2电势差和电势的单位都是伏，符号v。电势差和电势都是，但它们都有正负。电势的正负表示比零电势或。当取无穷远处为零电势时：正点电荷的电场中各点电势都_零，负点电荷的电场中各点电势都零。电势差的正负表示电场中两点电势的高低：若a、b两点间电势差uab=a-b0，则表明a点电势高于b点电势；若a、b两点间电势差uab=a-b0，则表明a点电势低于b点电势。3静电力对电荷q做功与电势差的关系是 4电场中两点的电势差，由 决定，与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少无关在确定的电场中，即便不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为与成正比，与q成反比只是可以利用、q来测量a、b两点电势差。5. 关于电场力做功的两点说明：（1）在电场中移动电荷电场力做的功wab=quab，只与始末位置的电势差有关。在只有电场力做功的情况下，电场力做功的过程是电势能和动能相互转化的过程。无论对正电荷还是负电荷，只要电场力做功，电势能就减小，克服电场力做功，电势能就增大。正电荷在电势高处电势能大；负电荷在电势高处电势能小。（2）利用wab=quab求功时，有两种处理方案：可以把q、uab的正负号直接代入求出功的正负；也可以把q、uab各量都取绝对值，功的正负由电荷的正负和移动的方向判定。【探究与生成】【例1】 在电场中有a、b两点，它们的电势分别为，。把电荷量的电荷从a点移到b点，求电场力所做的功。【分析与解】（方法一）用电场力做功与两点间电势差的关系即 计算 故电场力做正功。（方法二）用电场力做功与电势能的关系及电势的定义计算故电场力做正功。【拓展与分享】 本题中电荷是正值，在带正负号进行运算时，电荷的正负号应该充分注意。【例2】如图所示，斜面和水平面都是绝缘粗糙的，有一带电荷量+q，质量m的小物体，从斜面上a点处a由静止释放，它在水平面上运动s1后停止。若在此空间加上一个竖直向下的匀强电场，再由a点静止释放，则它在水平面上运动s2后停止。已知物体在斜面与水平面的连接处没有能量损失。则（ ）a、 b、 c、 d、无法确定【分析与解】根据动能定理：无电场时：有电场时：由以上二式可得故选b【拓展与分享】 本题目中有电场与没有电场时表面上看似乎存在区别，通过受力分析再结合动能定理得出的结论完全相同，可见任何问题都要进行分析后才能得出正确的结果，不能凭感觉。同时在研究带电粒子在电场中运动的问题时，应用动能定理是最佳选择。因为电场力做功与路径无关，所以只要选定初始状态和终了状态，动能定理的方程就容易建立，求解方程也十分方便。【变式训练】cbqa如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷q为圆心的某一圆周交于b、c两点，质量为m、带电量为q的有孔小球人杆上a点无初速度下滑，已知，小球下滑到b点时速度大小为。求：（1）小球从a点到b点的过程中电场力做的功？（2）a、c两点间的电势差？【答案】 【例3】 在某电场中的a、b两点间移动电量为q的电荷时，电荷的电势能的减少量为e，e跟电荷电量q的比值为5v，a、b两点间电势差为多少？如在a、b间移动电量为2q的电荷时，该电荷的电势能的变化为多少？这时a、b间的电势差多少？【分析与解】 由于电荷电势能减少，电场力做正功，所以a、b两点间的电势差。电场中两点间电势差是电场固有的，与被移动的电荷无关，故在a、b间移动2q电荷时，a、b间电势差仍是5v。电场力做功，与移动电荷的电量成正比，所以电荷电势能的变化也与电荷的电量成正比，故移动2q电量的电荷时，该电荷的电势能变化为。【拓展与分享】 在电场力做功公式中，uab是由电场的性质决定的，与被移动的电荷无关，电荷的正负号和电势差的正负号都带符号进行运算，功的正负号也就确定了。【课前预习】1、关于对和的理解，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，电场力的功和电量q成正比c、与q、无关，甚至与是否移动电荷都没有关系d、与q、无关，与电荷移动的路径无关2、关于电势差和电势、的理解，正确的是（ ）a、表示b点与a点之间的电势差，即b、和是不同的，它们有关系：c、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3、电场中a、b两点的电势是， ，把电荷由a点移到b点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？1.5电势差练案a组1.下列说法中，正确的是()a.电场强度和电势差都是矢量 b.电势为零的地方，电场强度也一定为零c.某两点的电势差为零，把电荷从这两点中的一点移到另一点，电场力做功一定为零d.由公式可知，电场中某两点间的电势差与电场力做的功成正比，与电荷的电荷量成反比2带正电荷的小球只受到电场力作用，把它从静止释放后，它在任意一段时间内 ( ) a一定沿电场线由高电势处向低电势处运动b一定沿电场线由低电势处向高电势处运动c不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动d不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动3如图所示，b、c、d三点都在以点电荷十q为圆心的某同心圆弧，将一试探电荷从a点分别移到b、c、d各点时，电场力做功大小比较 ( )a bc d4一电荷量为的点电荷在外力作用下，从静电场中的a点运动到b点，在这个过程中电场力对点电荷做功为，若a点电势为，b点电势为，则下列结论中正确的是 ( )a可以判定 b可以判定c可能等于零 d不能判断的值5电场中有a、b两点，把某点电荷q从a点移到b点的过程中，电场力对该电荷做了负功，则下列说法正确的是 ( )a该电荷是正电荷，则电势能减少 b该电荷是正电荷，则电势能增加c该电荷是负电荷，则电势能增加d电荷的电势能增加，但不能判定是正电荷还是负电荷 b组1 . ab连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从a点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从a点到b点运动过程中的速度图象如下左图所示，比较a、b两点电势的高低和场强e的大小，下列说法中正确的是a. b. c. d. 2如上右图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相等一正电荷在上时，具有动能20 j，它运动到等势线上时，速度为零，令，那么该电荷的电势能为时其动能大小为 ( )a16 j b10 j c6 j d4 j 3如图所示，将一质量为m，电荷量为的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过o点的固定轴转动，杆长为l，杆的质量忽略不计，杆和小球置于场强为e的匀强电场中，电场方向如图所示，将杆拉至水平位置oa，在此处将小球自由释放