《金牌学案》物理粤教版必修第三册 课件05　第一章　第五节　电势差及其与电场强度的关系

现代文阅读Ⅰ把握共性之“新”打通应考之“脉”第一章静电场的描述第五节电势差及其与电场强度的关系

必备知识·自主预习储备知识点一电势差1．定义：电场中两点间电势的______，也叫______，用符号___表示．2．公式：A、B两点之间的电势差为：UAB＝______________．B、A两点之间的电势差为：UBA＝_______________．3．标失性：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．差值电压UφA－φBφB－φA

伏特qUAB知识点二电势差与电场强度的关系1．关系：在匀强电场中任意两点之间的电势差等于______与这两点_______________的距离的乘积．2．关系式：U＝Ed．3．适用条件：______电场，d是沿____________两点间的距离．场强沿电场方向匀强电场方向

电势差每单位

×√√×2．填空某一电场的电场线和等势面如图所示，已知φa＝5V，φc＝3V，ab＝bc，则b点电势为φb＝________．4V关键能力·情境探究达成如图是等高线的图示，所标数值是地面某个点高出海平面的垂直距离，也就是海拔，也称为绝对高度．而地面上某一点高出另一点的垂直距离称为相对高度．(1)选择不同的测量起点时，不同地方的高度和两个地方的高度差会有怎样的变化？(2)同样的，在电场中选择不同的电势零点时，不同位置的电势和两个位置的电势差又会有怎样的变化？提示：(1)不同地方的高度不一样，但两个地方的高度差不变．(2)不同位置的电势不同，但两个位置的电势差不变．考点1电势差与静电力做功的关系1．电势差的理解(1)电场中A、B两点的电势差，等于将单位电荷从A点移到B点电场力做的功．(2)电场中两点间的电势差只与两点的位置有关，与电势零点的选取无关，只要两点的位置是确定的，两点间的电势差就是确定值．

【典例1】

[链接教材P26例题]如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝6m，bc＝10m，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，电荷量为q＝4×10-8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10-5J，求：(1)匀强电场的场强E；(2)电荷从b移到c，电场力做的功W2；(3)b、c两点间的电势差Ubc．

(3)由(2)知，电荷从b移到c，电场力做的功W2＝1×10-5J又W＝qU联立解得Ubc＝250V．[答案]

(1)50V/m

(2)1×10-5J

(3)250V规律方法

求解静电力做功的常用方法(1)功的定义法：W＝qEd，仅适用于匀强电场，公式中d表示始末位置沿电场线方向的距离．(2)电势差法：WAB＝qUAB，既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场，计算时要注意带正负号运算．(3)电势能变化法：WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB，适用于任何电场．(4)动能定理法：W静电力＋W其他力＝ΔEk，适用于任何电场．

分析在计算电场力做功、电势能、电势、电势差时，需要把正负数值代入；而在计算场强的大小时，要取电势差的绝对值代入，场强的方向要通过分析电荷所受的电场力方向或电势的高低来判断．

(2)根据U＝Ed，可得|UBC|＝|EdBC·cos37°|＝5×103×6×10-2×0.8V＝240V．由于场强的方向向左，故UBC＝－240V．而UBC＝φB－φC，φB＝0，可得φC＝240V．要确定电场中某点的电势，需要规定电势的零点．而电势差是指电场中两点电势的差值，既与电荷无关，也与电势零点的选取无关．[跟进训练]1．(多选)下面关于电势、电势差和电势能的关系的说法中，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同一电荷，电场力做功越多，这两点的电势差越大C．由于电势零点的选取是任意的，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点电势高1V，则电荷量为10-2C的正电荷从A移到B电势能减少了10-2J√√

考点2匀强电场中电势差与电场强度的关系1．电势差与电场强度的区别与联系物理量电势差U电场强度E定义式大小数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时，静电力所做的功数值上等于单位电荷受到的静电力方向标量、无方向矢量，规定与正电荷在该点所受电场力的方向相同物理量电势差U电场强度E联系

√

√√

2．写出静电力做功与电势差的关系式．回归本节知识，自我完成以下问题：1．什么是电势差？其表达式是什么？是标量还是矢量？提示：WAB＝qUAB适用于任何电场．3．试写出匀强电场中电场强度与电势差的关系．

题号135246879课时分层作业(五)电势差及其与电场强度的关系√√2．如图所示，三个等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d点，电场力做正功W1；若由c经b移到d点，电场力做正功W2．则W1与W2，c、d两点电势φc、φd关系为(

)A．W1＞W2，φc＞φd

B．W1＜W2，φc＜φdC．W1＝W2，φc＜φd

D．W1＝W2，φc＞φd题号135246879√题号1352468793．一个带负电的质点，带电荷量为2.0×10-9C，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6.0×10-5J，质点的动能减少了8.0×10-5J，则a、b两点间的电势差Uab为(

)A．1×104V B．－1×104VC．7×104V D．－7×104V√题号135246879题号135246879题号135246879

题组二电场强度与电势差的关系4．如图所示，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，由此可知c点的电势为(

)A．4V B．8VC．12V D．24V题号135246879√题号135246879题号1352468795．有一种电鳗能通过自身发出的生物电获取食物、威胁敌害、保护自己，若该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到103N/C，可击昏敌害，则身长50cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达(

)A．50V B．500VC．5000V D．50000V题号135246879√题号135246879题号1352468796．(多选)在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长为L＝2cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A、B、D、E的电势分别为－2V、0V、6V、4V．则下列说法正确的是(

)A．C点的电势φC＝2VB．A、F间的电势差UAF＝2VC．C、F间的电势差UCF＝4VD．该匀强电场的电场强度大小E＝200V/m题号135246879√题号135246879题号135246879√题号135246879题号135246879题号135246879

7．天空中有两块乌云，它们之间的竖直距离为1.0×103m，水平相距5.0×103m．受气流影响，两块乌云均以10m/s的速率沿水平方向互相靠近．当一块乌云位于另一块乌云正下方时，云间电场强度达到1.0×106V/m．若此时两块云间的电场可视为匀强电场，这时空气恰被击穿而变成导体，两块乌云通过空气放电，形成闪电．求：(1)两块乌云即将放电时云间的电势差为多大？(2)地面观察者看到闪电后8.0s才听到雷声，则闪电发生点离观察者多远？(声音在空气中的传播速度约为3.4×102m/s)题号135246879题号135246879题号135246879题号135246879题号135246879题号135246879[解析]

(1)当一块乌云位于另一块乌云正下方时，两块乌云间的距离为d＝1.0×103m．两块乌云间的电势差为U＝Ed＝1.0×106×1.0×103V＝1.0×109V．(2)光传播到地面所需的时间可以忽略不计，声音在空气中以3.4×102m/s的速度传播，所以闪电发生点离观察者的距离为s＝vt＝3.4×102×8.0m＝2.72×103m．[答案]

(1)1.0×109V

(2)2.72×103m8．(多选)空间中存在沿x轴方向的电场，x轴上各点的电场强度(以＋x

方向为正)随x的变化情况如图所示，已知0～x1之间为倾斜直线，x1～x2之间为曲线，x2＝2x1．下列叙述中正确的是(

)A．x＝0处与x2处两点的电势相同B．x＝0与x1间的电势差大于x1与x2间的电势差C．电子沿x轴从x＝0运动到x2的过程中，电场力先做正功后做负功D．电子在x1处的电势能小于在x2处的电势能题号135246879√题号135246879题号135246879√题号135246879题号135246879题号135246879

9．(源自人教版教材改编)如图所示，匀强电场所在的平面中有一正六边形，边长为0.2m．电荷量q＝－1×10-3C的电荷在外力作用下从A点移动到C点，克服电场力做的功为2J，从C点移