人教版选修31 1.5电势差 课件（27张).ppt

第一章第五节 电势差 课堂互动探究一 电势差 在电场中两点的电势之差叫做电势差 也叫电压 定义式 设电场中a点电势为 a b点电势为 b 则它们之间的电势差可表示成uab a b或uba b a 电势差是标量 单位 伏 符号 v 电场中两点间电势差与电势零点选取无关 就好像两点的高度差与零势点的选取无关一样 类比 一 电势差与电势的关系 1 电势差 电场中两点间电势的差值 也叫电压 则有 或者表示成 显然 三 电势差与电场力做功的关系1 正确理解电势差uab 定义式uab 式中uab为a b两点间的电势差 wab为q从初位置a运动到末位置b时静电力所做的功 计算时w与u的角标要对应 2 电场力做功的求解方法 1 wab quab既适用于匀强电场 又适用于非匀强电场 2 w qed适用于匀强电场 公式中d表示初末位置间沿电场线方向的距离 3 wab epa epb ep适用任何电场 以上三个公式可以相互推导 应用时注意它们的适用条件 3 各物理量的符号问题 1 wab uab q均可正可负 wab取正号表示静电力做正功 wab取负号表示静电力做负功 uab取正号表示 a b uab取负号表示 a b q取正号表示电荷带正电 q取负号表示电荷带负电 2 涉及w u q三者关系的计算时 可将各量的正负号及数值一并代入进行计算 也可以各物理量取绝对值 电场力做功的正负要根据电荷移动方向及所受电场力的方向来确定 电势差的正负要看在电场中的始末位置及电场的方向 则有 例如 a b c d 0v 1v 2v 3v 电势具有相对性 与参考点的选择有关 而电势差与参考点的选择无关 e 0v 1v 2v 1v 典例分析一 电势和电势差的计算例1 有一个带有电荷量q 3 10 6c的点电荷 从某电场中的a点移动到b点 电荷克服电场力做6 10 4j的功 从b点到c点 电场力对电荷做功9 10 4j求 1 ab bc ca间电势差分别多少 2 如果以b点电势为零 则a c两点的电势各为多少 电荷在a c两点的电势能分别为多少 解析 电荷从a到b克服电场力做功 即电场力做负功 wab 6 10 4juab ubc uca ucb uba ubc uab 100v 2 若 b 0 由uab a b得 a uab b 200v同理 c b ubc 0 300 v 300v 电荷在a点的电势能epa q a 3 10 6 200j 6 10 4j 电荷在c点的电势能epc q c 3 10 6 300j 9 10 4j 答案 1 uab 200vubc 300vuca 100v 2 a 200v c 300vepa 6 10 4jepc 9 10 4j 名师点拨 求解电场中两点间的电势差 根据公式计算时 可把各物理量的数值及符号一并代入 也可代入绝对值 然后根据题意再判断各物理量的正负 若知道各点电势可根据定义来求两点间电势差要注意计算时各物理的角标要对应 电场中各点电势差可依次用代数方法叠加 即 umn uma uab ubc upn 二 静电力做功与电势差的关系 即 或 思考题 1 uab由什么决定 跟wab q有关吗 由电场本身的因素决定与wab q无关2 wab跟q uab有关吗 跟q uab都有关 例题 在电场中把2 0 10 9c正电荷从a点移到b点 静电力做功1 5 10 7j 再把这个电荷从b点移到c点 克服静电力做功4 0 10 7j a b c三点中哪点电势最高 哪点电势最低 a b间 b c间 a c间的电势差各是多大 把 1 5 10 9c的电荷从a点移到c点 静电力做多少功 根据以上所得结果 定性地画出电场分布的示意图 标出a b c三点可能的位置 二 静电场中的功能关系例2 如图所示 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 一个正电荷在等势线 3上时 具有动能20j 它运动到 1上时速度为零 令 2 0 当该电荷的电势能为4j时 其动能大小为 a 16jb 10jc 6jd 4j解析 由能量转化与守恒定律可得q 3 ek3 q 根据题意相邻等势线间的电势差相等 2 0则有 1 2 2 3由以上两式可得q 3 ek3 则该电荷的电势能和动能的总和e q 3 ek3 10j当ep 4j时 ek 6j故c选项正确 答案 c 1 关于电势差和电场力作功的说法中 正确的是 a 电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定b 电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定c 电势差是矢量 电场力作的功是标量d 在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零 bd 课堂训练 2 下列关于电场的描述 正确的是 a 电场中某点电势的大小 正负与零电势点的选取有关b 电场中两点间的电势差与零电势点的选取有关c 同一点电荷在电场中的不同点时 电荷的电势能较大处电势一定较高d 同一点电荷在电场中任两点间移动时 若电场力做功相同 则两点间的电势差相同 ad 3 如图所示的电场 e 1000v c ab 3cm bc 2cm 将电荷量为q 5 10 8c的点电荷沿矩形abcda移动一周 则电场力做的总功为 a b两点间的电势差uab为 a c两点的电势差uac为 0 30v 30v 4 如图所示的电场中 a b两点间的电势差uab 20v 将点电荷q 2 109c 由a点移到b点 静电力所做的功是多少 答案 wab 4 0 10 8j 5 在电场中 把点电荷q 2 10 11c 由a点移到b点 电场力做功wab 4 10 11j a b两点间的电势差uab等于多少 b a两点间的电势差uba等于多少 v v 解 由静电力做功与电势差的关系得 6 电场中a b两点的电势是 a 800v b 200v 把电荷q 1 5 10 8c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 答案 wab 1 5 10 5j电势