电势差学案.doc

5电势差导学案 班级 姓名学习目标1.理解电势差的概念,知道两点间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公式,知道两点间电势差的正负号与这两点的电势高低的对应关系。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相关计算。1.定义电场中两点间电势的差值叫作电势差,也叫电压,UAB=A-B,UBA=B-A。2.单位电势差的单位与电势单位相同,在国际单位制中为伏特。3.特征选择不同位置为电势零点,电场中某点的电势的数值也会不同,但电场中某两点间的电势差却保持不变。4.电势差与静电力做功的关系式:UAB=。主题1:电势与电势差如图甲所示,竖直线上有A、B两点,若取地面为参考平面,则A点的高度为hA=0.7 m,B点的高度为hB=2.3 m,A、B两点间的高度差为h=hB-hA=1.6 m;若取桌面为参考平面,则A点的高度为hA=-0.2 m,B点的高度为hB=1.4 m,A、B两点之间的高度差为h=hB-hA=1.6 m,由此可见,选择不同的参考平面,A、B两点的高度是不同的,即某一位置的高度具有相对性,但两点之间的高度差是一定的,跟参考平面的选择无关。(1)如图乙所示,把B板接地(即B=0),A板电势A=8 V,M点电势M=6 V,N点电势N=2 V,则M、N两点间电势差UMN是多少?(2)在(1)问中,如果将A板接地(即A=0),则B、M、N点电势各是多少?M、N两点间电势差UMN是多少?(3)什么是电势的相对性?两点间的电势差的数值与零电势的位置选取有关吗?同一等势面上两点的电势差是多少?(4)UMN与UNM有什么关系?电势差的正负表示什么意义?主题2:电势差与电荷如图所示的匀强电场中,电荷+q从A点移动到B点,设AB间距离为s。静电力的大小F=Eq为恒力。(1)将+q从A点移到B点,静电力做功为,功与电荷量的比值为;将电荷量改为-q,从A点移到B点,静电力做功为,功与电荷量的比值为;将电荷量改为+nq,从A点移到B点,静电力做功为,功与电荷量的比值为;将电荷量改为-nq,从A点移到B点,静电力做功为,功与电荷量的比值为。(2)通过上面的计算你发现了什么规律?主题3:静电力做功与电势差的关系如图所示,在电场中将电荷q从A移动到B,静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。(1)阅读教材相关内容,推导静电力做功与电势差的关系。(2)A、B两点电势差UAB跟WAB、q有关吗?由什么决定?静电力做功WAB 跟q、UAB有关吗?(3)说说计算静电力做功的方法有哪些。一1.下列关于电势差的说法中,正确的是()。A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,静电力所做的功B.1 C的正电荷从电场中一点移到另一点,如果静电力做了1 J的功,那么这两点间的电势差就是1 VC.在两点间移动电荷时,静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D.两点间的电势差跟放入这两点的电荷的电荷量成反比2.在电场中,已知A、B两点间的电势差UAB0,那么()。A.把负电荷从A点移到B点,静电力做负功B.把负电荷从A点移到B点,静电力做正功C.把正电荷从B点移到A点,静电力做负功D.把正电荷从B点移到A点,静电力做正功3.如图所示,某电场的等势面用实线表示,各等势面的电势分别为10 V、6 V和-2 V,则UAB=,UBC=,UCA=。4.电荷量为310-8 C的试探电荷从电场中的A点移到B点时,它的电势能减少了610-7 J,则在这个过程中,静电力对试探电荷做了J的(填“正”或“负”)功,A、B两点之间的电势差为V。二1.有一带电荷量q=-310-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功610-4 J。从B点移到C点时,静电力做功910-4 J。问:(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?2.图示虚线为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷仅在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV。当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为()。A.8 eVB.13 eVC.20 eVD.34 eV3.如图所示,质量为m、带电荷量为q的小球,以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,小球通过电场中B点时,速率vB=2v0,方向与电场的方向一致。问:(1)小球沿竖直方向做什么运动?B点竖直高度h为多大?(2)A、B两点间电势差为多大?4答案课时1.5电势差知识体系梳理差值电压A-BB-A伏特不同保持不变WABq重点难点探究主题1:(1)UMN=M-N=6 V-2 V=4 V。(2)由于A板电势比B板电势高8 V,所以当A板接地时B板电势为-8 V,M点电势比A板低2 V,所以M点电势为-2 V,N点电势比A板低6 V,所以N点电势为-6 V,M、N两点间电势差:UMN=M-N=-2 V-(-6) V=4 V。(3)电势的相对性是指电场中某点的电势的数值与电势零点的选择有关。由以上分析可以看出,虽然相对于不同的电势零点,电场中同一点的电势是不同的,但两点间的电势差却保持不变,与电势零点的选取无关。由于同一等势面上各点电势相等,所以任意两点间的电势差都为零。(4)由UMN=M-N和UNM=N-M可知UMN=-UNM,如果M、N两点间的电势差UMN为正,即意味着M点电势高于N点,如果M、N两点间的电势差UMN为负,即意味着M点电势低于N点。主题2:(1)Eqscos Escos -Eqscos Escos Enqscos Escos -Enqscos Escos (2)电荷量不同,静电力做的功也不一样,但是功与电荷量的比值是一样的,这个比值与电荷量的多少无关,只与电场中两点的初末位置有关。主题3:(1)WAB=EpA-EpB=qA-qB=q(A-B),即WAB=qUAB或UAB=WABq。(2)电场中两点的电势差与在这两点间移动电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。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UAB与WAB成正比,与q成反比。只是可以利用WAB、q来测量A、B两点电势差UAB,电势差只与电场中两点位置有关。电场中两点间电势差可以与高度差类比,两点间高度差越大,物体在重力作用下做功越多;两点间电势差越大,电荷在静电力作用下做功越多。(3)根据功的定义,W=Fscos 计算。此法只适用于匀强电场中恒定静电力做功的计算。根据WAB=qUAB计算。由于静电力做功与路径无关,而仅与始末位置的电势差有关,此法适用于任何电场。根据功能关系,即WAB=EpA-EpB=-Ep,适用任何电场。以上三个公式可以互相导出,应用时注意它们的适用条件,根据具体情况灵活选用公式。基础智能检测1.B2.AC3.012 V-12 V4.610-7正20全新视角拓展1.(1)200 V-300 V100 V(2)200 V300 V-610-4 J-910-4 J【解析】(1)解法一:|UAB|=|WAB|q|=610-4310-6 V=200 V因负电荷从AB克服静电力做功,必须是从高电势点移向低电势点,即AB,所以UAB=200 V|UBC|=|WBC|q|=910-4310-6 V=300 V因负电荷从BC静电力做功,必是从低电势点移到高电势点,即BEkb得EpaEpb,所以ab。设各等势面之间的电势差为U,则a=-2U,b=U,由能量守恒定律得:-2Uq+26 eV=Uq+5 eV,解得Uq=7 eV,则点电荷的总能量为E=7 eV+5 eV=12