人教版选修31 第1章 5　电势差 学案.doc

5电势差学 习 目 标知 识 脉 络(教师独具)1.知道电势差的概念，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、负与这两点电势高低之间的对应关系(重点)3知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行计算(难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、电势差1定义电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压2公式设电场中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：uabab.b、a两点之间的电势差为：ubaba.所以uabuba.3电势差的正负电势差是标量，但有正、负电势差的正、负表示两点电势的高低所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加二、静电力做功与电势差的关系1公式推导电荷q在电场中从a点移到b点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：wabepaepb，由电势能与电势的关系可得epaqa，epbqb.所以wabq(ab)quab，所以有uab.2公式：uab.3物理意义电场中a、b两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值基础自测1思考判断(1)wab0说明电荷从a点移到b点的过程中静电力做正功()(2)uab0说明从a到b电势升高(abcbacab dcbac因为uabab75 v0，所以ab，因为ubcbc200 v0，所以bc，又uacuabubc75 v(200)v125 v0，所以aab，c正确3.如图151所示，a、b是电场线上的两点，将一点电荷q从a点移到b点，电场力做功w，且已知a、b间的距离为d，以下说法中正确的是()图151aa、b两点间的电势差为bb、a两点间的电势差为cb点的电势为da点的电势为a由wqu知a、b两点间的电势差uab，所以uba，所以a项正确，b项错误；题中没有指明零电势点，所以c、d项错误合 作 探 究攻 重 难电势与电势差1.对电势差的几点认识(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)对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差，而且先后顺序不能乱如a、b间的电势差记为uab，b、a间的电势差记为uba，而uabuba.(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电势的高低(4)电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关2电势差与电势的对比电势电势差u区别定义电势能与电量的比值电场力做功与电量的比值u决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性有，与零电势位置的选取有关无，与零电势位置的选取无关联系数值关系uabab，当b0时，uaba单位相同，均是伏特(v)标矢性都是标量，且均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量有一带电荷量q3106 c的点电荷，从电场中的a点移到b点时，克服静电力做功6104 j，从b点移到c点时，静电力做功9104 j求：(1)ab、bc、ca间电势差各为多少？(2)如果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？思路点拨：(1)可根据uab分析电势差(2)可由确定电势及电势能【解析】(1)根据u则uab v200 v，即ab200 vubc v300 v，即bc300 vucaca100 v.(2)若b0，则a200 v，c300 vepaaq200(3106) j6104 j.epccq300(3106) j9104 j.【答案】(1)200 v300 v100 v(2)200 v300 v6104 j9104 j(1)wabepaepbqaqbq(ab)quab.(2)公式uab中功和电荷量应包含正负号，若代入绝对值计算，则只能求出电势差的绝对值.(3)电子伏特(ev)是能量单位，与焦耳(j)的换算关系是：1 ev1.61019 j.针对训练1.如图152所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为0，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为13.6 ev、3.4 ev、1.51 ev，由于某种因素(如加热或光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，求：图152(1)a、b、c三点的电势大小；(2)a、b间，b、c间电势差的大小. 【导学号：55282043】【解析】(1)电子的带电荷量q1.61019 c，据电势的定义得，a13.6 v.同理b3.4 v，c1.51 v.(2)uabab(13.63.4) v10.2 vubcbc(3.41.51) v1.89 v.【答案】(1)13.6 v3.4 v1.51 v(2)10.2 v1.89 v静电力做功的计算1.静电力做功的四种求法四种求法表达式注意问题功的定义wfdqed(1)适用于匀强电场(2)d表示沿电场线方向的距离功能关系wabepaepbep(1)既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场(2)既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况电势差法wabquab动能定理w静电力w其他力ek2.应用公式wabquab时的两点注意(1)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a0)的粒子在匀强电场中运动，a、b为其运动轨迹上的两点已知该粒子在a点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到b点时速度方向与电场方向的夹角为30.不计重力求a、b两点间的电势差. 【导学号：55282044】图154【解析】设带电粒子在b点的速度大小为vb.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vbsin 30v0sin 60由此得vbv0设a、b两点间的电势差为uab，由动能定理有quabm(vv)解得uab.【答案】当 堂 达 标固 双 基1(多选)下列关于电势差和静电力做功的说法中，正确的是()a电势差的大小由静电力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定b静电力在两点间移动某电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定c电势差是矢量，静电力做的功是标量d在匀强电场中与电场线垂直的平面上任意两点的电势差均为零bd电势差表征电场的能的性质，与试探电荷无关，选项a错误；由wqu可知，选项b正确；电势差和静电力做的功都是标量，选项c错误；匀强电场中与电场线垂直的平面为等势面，等势面上任意两点的电势差为0，选项d正确(多选)关于电势差uab和电势a、b的理解，正确的是()auab表示b点相对于a点的电势差，即uabbabuab和uba是不同的，它们有关系uabubaca、b都可以有正、负，所以电势是矢量d电势零点的规定是任意的，但人们通常规定大地或无穷远处为电势零点bduab表示a点相对于b点的电势差，uabab，a错；uba表示b点相对于a点的电势差，ubaba，故uabuba，b对；电势是标量，正负号是相对于零电势点而言的，正号表示高于零电势点，负号表示低于零电势点，c错；零电势点理论上是可以任意选取的，但通常取无穷远处或大地为零电势点，d对2.如图155所示为某静电场等势面的分布，电量为1.6109 c的正点电荷从a经b、c到达d点，从a至d，电场力对电荷做的功为()图155a4.8108 jb4.8108 jc8.0108 j d8.0108 jb由于uadad40 v(10) v30 v，所以从a至d，电场力对电荷做的功：wadquad1.6109(30) j4.8108 j，b正确(多选)若在某电场中将5.0108 c的正电荷由a点移到b点，静电力做功6.0103 j，则()aa、b两点间的电势差是1.2105 vba、b两点间的电势差是3.01010 vc若在a、b两点间由a至b移动2.5108 c的正电荷，则静电力做功3.0103 jd若在a、b两点间由a至b移动1.0107