高中物理 第一章 静电场 5 电势差课件 新人教版选修31(1).ppt

第一章静电场,5电势差,学习目标,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、电势差,电场中a、b、c、d四点的电势如图1所示.(1)a、c及a、b间的电势差为多少？哪个较大？,uac15v，uab10v，uacuab,答案,图1,(2)若取d点电势为零，则a、b、c三点的电势为多少？a、c及a、b间的电势差为多少？通过以上计算可以总结出电势、电势差各具有什么特点？,a18v，b8v，c3v，uac15v，uab10v电势的大小与零电势的选取有关，电势差的大小与零电势的选取无关.,答案,对电势差的理解(1)电势差：电场中两点间的差值叫做电势差，也叫.(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选择(填“有关”或“无关”).(3)公式：电场中a点的电势为a，b点的电势为b，则uab，uba，可见uab.(4)电势差是，若uab为正值，则a点的电势比b点的电势；若uab为负值，则a点的电势比b点的电势.(5)电势差的单位和电势的单位相同，均为，符号是.,电压,无关,电势,ab,ba,uba,标量,高,低,伏特,v,判断下列说法的正误.(1)电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关.()(2)电势差是一个标量，但是有正值和负值之分.()(3)a、b两点的电势差是恒定的，与零电势的选取无关，所以uabuba.(),二、静电力做功与电势差的关系,在如图2所示的电场中有a、b两点，若选取无穷远处为零电势点，a、b两点的电势分别为a、b.(1)a、b两点的电势差uab是多少？若把某电荷q从a移到b，电荷的电势能变化了多少？,答案,图2,uabab电势能的变化量为epepbepaq(ba),(2)根据电场力做功与电势能变化的关系，求电场力对该电荷做的功.,答案,wabepaepbqaqbq(ab)quab,电场力做功与电势差的关系1.公式wab或uab.2.公式wabquab中w与u的角标要对应，不要造成混乱，因为uabuba，wabwba.,quab,在某电场中，将一带电荷量为q2.0109c的点电荷从a点移到b点，电场力做功w4.0107j，则a、b两点间的电势差uab为_v.,200,2,题型探究,一、对电势和电势差的理解,1.对电势差的进一步理解(1)电势差的客观性：电势差虽然可以由uab表示，但电势差uab由电场本身决定，与在这两点间移动电荷q的电荷量、静电力做的功wab均无关.(2)电势差的绝对性：电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关.,2.电势和电势差的比较,例1(多选)下面关于电势、电势差和电势能的关系，正确的是a.电荷在某点的电势能越大，该点的电势越高b.在电场中的两点之间移动电荷，电场力做功越多，这两点的电势差越大c.由于零电势点的选取是任意的，所以电场中两点间的电势差也是不确定的d.电场中a点电势比b点高1v，则电荷量为102c的正电荷从a移到b电势能减少了102j,答案,解析,针对训练1(多选)关于电势差uab和电势a、b的理解，正确的是a.uab表示b点相对于a点的电势差，即uabbab.uab和uba是不同的，它们有关系uabubac.a、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,答案,解析,uab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.,二、电场力做功与电势差的关系,(1)带正、负号进行运算：把电荷q的电性和电势差u的正负代入；功为正，说明静电力做正功，电荷的电势能减小；功为负，说明静电力做负功，电荷的电势能增大.(2)只将绝对值代入公式运算：计算时，q、u都取绝对值，算出的功也是绝对值，至于静电力做的是正功还是负功，可以根据电荷的正、负及电荷移动的方向与电场线方向的关系进行判断.,2.公式wabquab适用于任何电场，其中uab为电场中a、b两点间的电势差，wab仅是电场力做的功，不包括从a到b移动电荷时，其他力所做的功.,见解析,例2有一个带电荷量q3106c的点电荷，从某电场中的a点移到b点，电荷克服静电力做6104j的功，从b点移到c点，静电力对电荷做9104j的功，问：(1)ab、bc、ca间电势差各为多少？,答案,解析,(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？,答案,解析,见解析,若b0，由uabab，得auab200v.由ubcbc，得cbubc0(300)v300v.电荷在a点的电势能epaqa3106200j6104j.电荷在c点的电势能epcqc3106300j9104j.,针对训练2若将一个电荷量为2.01010c的正电荷，从零电势点移到电场中m点要克服电场力做功8.0109j，则m点的电势是_v；若再将该电荷从m点移到电场中的n点，电场力做功1.8108j，则m、n两点间的电势差umn_v.,答案,解析,40,90,达标检测,3,a.电场中a、b两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量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wab和电荷量q成正比c.uab与q、wab无关，与是否移动电荷也没有关系d.wab与q、uab无关，与电荷移动的路径无关,1,2,3,4,答案,2.如图3所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6109c的正点电荷从a经b、c到达d点，则从a至d，电场力对电荷做的功为a.4.8108jb.4.8108jc.8.0108jd.8.0108j,答案,1,2,3,4,解析,图3,uadad40(10)v30v.所以wadquad1.6109(30)j4.8108j.,3.一个带正电的质点，电荷量q2.0109c，在静电场中由a点移动到b点.在这个过程中，除电场力外，其他外力做的功为6.0105j，质点的动能增加了8.0105j，则a、b两点间的电势差uab为a.1104vb.1104vc.4104vd.7104v,答案,解析,1,2,3,4,4.将一电荷量为3106c的负电荷从电场中的a点