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文档简介
1、5.电势差,一、电势差的概念 1定义:电场中两点间 的差值 2电场中两点间的电势差与零电势点的选择 3公式UABAB,UBA ,可见UAB. 4电势差是 ,可以是正值,也可以是负值,也叫 5电势差的单位是 ,符号是 .,电势,无关,BA,UBA,标量,电压,伏特,V,1对电势差与电势关系的理解,【特别提醒】(1)讲电势差,必须明确是哪两点的电势差,A、B间的电势差记为UAB,而B、A间的电势差记为UBA,UBABA(AB)UAB. (2)电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低,若UAB0,则AB,若UAB0,则AB;电势的正负表示比零电势点的电势高还是低,A0,说明A点电势高于零电势点电势,
2、如图所示,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零,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(如加热和光照)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: (1)a、b、c三点的电势大小 (2)a、b间,b、c间电势差的大小,答案:(1)13.6 V(2)3.4 V1.51 V(2)10.2 V1.89 V,2对静电力做功与电势差关系的理解 (1)静电力做功与电势差的关系 电荷q在电场中从A移动到B时,静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差即 WABEpAEpBqAqBq(A
3、B)qUAB,公式WABqUAB适用于任何电场,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,其他力所做的功式中各量均有正负,计算时W与U的角标要对应,即:WABqUAB,WBAqUBA.,一个带正电的质点,电荷量q2.0109 C,在静电场中由A点移到B点,在这过程中,除电场力外,其他力做的功为6.0105 J,质点的动能增加了8.0105 J,则a、b两点间电势差ab为() A3104 V B1104 V C3104 V D1104 V,答案:B,No.4 难点释疑,1电势差有正负之分,如何理解电势差的正负? 提示:电势差的正负不是物理中表示矢量方向的
4、正负,而仅仅是表示一种比较关系,例如UAB6 V,表示A点的电势比B点高6 V;UAB6 V,表示A点的电势比B点低6 V.,3求静电力做功有哪些方法? 提示:(1)利用功的定义求解 在匀强电场中,WABqEd,其中d为电荷沿电场线方向的位移 (2)利用静电力做功与电势能变化量的关系求解 WABEpAEpB. (3)利用电势差与静电力做功的关系求解 WABqUAB. (4)仅有静电力做功时,利用动能定理求解 W电Ek2Ek1.,在电场中把一个电荷量为6108 C的点电荷从A点移到B点,电场力做功为3105 J,将此电荷从B点移到C点,电场力做功为4.5105 J,求A与C两点间的电势差,【跟踪
5、发散】11:如右图所示,电场中某一电场线为一直线,线上有A、B、C三个点,电荷q1108 C从B点移到A点时静电力做了107 J的功;电荷q2108 C在B点的电势能比在C点时大107 J,那么: (1)比较A、B、C三点的电势高低,由高到低的排序是_; (2)A、C两点间的电势差是_ V; (3)若设B点的电势为零,电荷q2在A点的电势能是_ J.,(3)若B0,则A10 V, EpAq2A108(10) J107 J. 答案:(1)CBA(2)20(3)107,有一带电荷量q3106 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6104 J,从B点移到C点电场力做功9104 J问:
6、 (1)AB,BC,CA间电势差各为多少? (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两点的电势能各为多少?,(2)若B0,由UABAB得AUAB200 V. 由UBCBC得 CBUBC0(300)300 V. 电荷在A点的电势能 EpAqA3106200 J6104 J 电荷在C点的电势能 EpCqC3106300 J9104 J. 答案:(1)UAB200 VUBC300 VUCA100 V(2)A200 VC300 VEpA6104 JEpC9104 J,【反思总结】(1)公式WqU适用于任何电场 (2)应用该公式时,可以三个量都取绝对值,计算出功的数值之后再根据
7、受力和运动情况判断做功的正负,也可以将各个物理量带正负号进行运算 (3)电势能、电势、电场力做功、电势差之间的关系图:,【跟踪发散】21:一电子飞经电场中A、B两点,电子在A点电势能为4.81017 J,动能为3.21017 J,电子经过B点时电势能为3.21017 J,如果电子只受电场力作用,则() A电子在B点时动能为4.81017 J B由A到B电场力做功为100 eV C电子在B点时动能为1.61017 J DA、B两点间电势差为100 V,解析:电子从A运动到B,只有电场力做功,故EpAEkAEpBEkB,故A正确电子减少的电势能EpEpAEpB1.61017 J100 eV,故由A
8、到B电场力做功为100 eV,B正确,由于电子带负电,故A、B之间的电势差UAB100 V,故D错误 答案:AB,如右图所示,实线是电场线,虚线为等势面,已知相邻两等势面间的电势差相等,有一正电荷在等势面L3处的动能为20 J,运动到L1处的动能为零,若取L2处为零势面,则当此电荷的电势能为6 J时,它的动能(不计重力及其他阻力)是() A16 J B24 J C6 J D4 J,解析:电荷在运动过程中,因为只有电场力做功,所以电势能与动能之间发生转化,且动能与电势能的总和保持不变设电荷由L3到L2,L2到L1电场力做功分别为W32、W21,因为U32U21,所以W32W21,由动能定理得W3
9、2W2120,即W32W2110 J设当电荷运动到等势面L2时,其动能为Ek2,W32Ek220 J,Ek210 J所以该电荷的动能和电势能的总和为10 J010 J,故当电荷的电势能为6 J时,电荷的动能为4 J 答案:D 【反思总结】在只有静电力做功的情况下,电势能和动能的总和保持不变,【跟踪发散】31:如右图所示,a,b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为6 V、4 V和1.5 V一质子(11H)从等势面a上某处由静止释放,仅受电场力作用而运动,已知它经过等势面b时的速率为v,则对质子的运动有下列判断,正确的是() A质子从a等势面运动到c等势面电势能增加4.5 eV
10、 B质子从a等势面运动到c等势面动能减少4.5 eV C质子经过等势面c时的速率为2.25v D质子经过等势面c时的速率为1.5v,答案:D,答案:A,2在电场中A、B两点间的电势差为UAB75 V,B、C两点间的电势差为UBC200 V,则A、B、C三点电势高低关系为() AABCBACB CCAB DCBA 解析:因为UABAB75 V0,所以AB.又UBCBC200 V0,所以BC.又UACUABUBC75 V(200 V)125 V0,所以AC.则CAB.故正确答案为C. 答案:C,答案:C,4(蚌埠高二检测)如右图所示的匀强电场场强为103 N/C,ab平行于电场线,abcd4 cm,acbd3 cm.则下述计算结果正确的是() Aab之间的电势差为40 V Bac之间的电势差为50
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