高中物理人教选修31精品课件第1章第5节电势差

1、下图是高压电器设备的放电现象，你想探究什么是“电压”吗？,1电场中两点间的电势的差值叫做 ，也叫 它与电势零点的选取 2电场中A点电势记为A，B点的电势记为B，则A、B间的电势差表示成UAB 或UBA . 3电场力做的功和电势差的关系式： ，应用时要注意各物理量的正负若q为负，UAB为负，则静电力做的功为 值；若q为负，UAB为正，则静电力做的功为 值,电势差,电压,无关,AB,BA,WABqUAB,负,正,(1)定义：电场中两点间电势的差值 (2)表达式：UABAB，UBABA，UABUBA. (3)电势差是标量，但有正负(AB，UAB0，AB，UAB0) (4)单位：V(伏),特别提醒：

2、电势差的正负，不代表电场中两点间电势差的大小，只是区分两点电势的高低如5V与5V表示电势差的大小是一样的,请你探究电场强度、电势差、电势和电势能几个概念的异同点？ 答案：(1)电场强度、电势都是由电场本身决定的，与是否放入电荷无关；而电势能是由电场和电荷共同决定的 (2)电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，也是反映电场力的性质的物理量；而电势和电势能是反映电场能的性质的物理量 (3)电势、电势能的大小与零参考点的选取有关，是相对的，而电势差的大小与零参考点无关.,(1)WABEPAEPBqAqBq(AB) 即WABqUAB或UAB (2)说明： 由UABWAB/q可以看出，UAB在数值上等于

3、单位正电荷由A移到B点时电场力所做的功WAB.若单位正电荷做正功，UAB为正值；若单位正电荷做负功，则UAB为负值,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仅是电场力的功，不包括从A到B移动电荷时，可能还有其他力的功式中各量均有正、负，计算中W与U的角标要对应，即：有WABqUAB，WBAqUBA.,特别提醒： 公式 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，电荷在电场力作用下做功越多,(2009河南宝丰一中高

4、二检测)在静电场中有a、b、c三点，有一个电荷q13108C，自a移到b，电场力做功3106J.另有一个电荷q21108C，自a移到c，电场力做功3106J，则a、b、c三点的电势由高到低的顺序是_，b、c两点间的电势差Ubc为_V. 答案：cab400,误区1：带电体在电场中运动时，对电场力做功引起的电势能变化，与其它力做功引起的能量变化分辨不清 点拨：(1)只有电场力做功 只发生电势能和动能之间的相互转化，电势能和动能之和保持不变，它们之间的大小关系为： W电E电Ek.,(2)只有电场力和重力做功 只发生电势能、重力势能和动能之间的相互转化，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变，功和能的

5、大小关系为：W电WG(E电Ep)Ek (3)多种力做功 多种形式的能量参与转化，要根据不同力做功和不同形式能转化的对应关系分析，总功等于动能的变化，其关系为：W电W其他Ek.,将一个电量为2.0108C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服电场力做功4.0108J，则M点电势M_.若将该电荷从M点移到N点，电场力做功1.4107J，则N点的电势N_，MN两点的电势差UMN_.,解析：本题可用三种方法解 解法一：各量的正负均代入公式中，由 而USMSM0M 所以M2.0V 而UMNMN，所以N5.0V,解法二：不考虑正负，只按数值运算后再判断正负由USM 2.0V ，因为电场力做负功，所以场强方向

6、与位移方向大致相同，所以SM，而S0，所以M2.0V. 同理N5.0V. 解法三：整体法将电荷自S点移到M点，再移到N点看做一个全过程来分析， WSNWSMWMN(4.01081.4107)J 1.0107J 所以N5V,答案：2V；5V；7V 点评：本题采用多种解法，可以开阔学生的视野，培养他们解答实际问题的能力在求电势差时，应考虑电势差的正负这样处理对进一步认识两点的电势高低有好处,(2009福建仙游现代中学高二检测)如图所示，把电量为5109C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能_(选填“增大”、“减小”或“不变”)；若A点的电势UA15V，B点的电势UB10V，则此过程中电场力做的

7、功为_J. 答案：增大2.5108J,图中虚线所示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在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置其电势能变为8eV时，它的动能应为() A8eV B13eV C20eV D34eV,解析：由图可判断b点电势高于a点电势，设各等势面间电势差为U，则由能量守恒 2Uq26eVUq5eV 所以Uq7eV，所以，点电荷能量为 7eV5eV12eV 所以，当电势能为8eV时，动能为 12eV(8)eV20eV. 答案：C,点评：在只有电场力做功时电势能与动

8、能之和不变，在考虑重力做功时，电势能、重力势能与动能之和不变，最好用动能定理,如图所示，a、b、c表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为 一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速度为_ 答案：1.5v,解析：依题条件知电场力做正功，设带电粒子电量为q，粒子到等势面c时的速率为v，则 解得v1.5v,如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好变为零，若此电荷在A点处的加速度大小为g，试求： (1)此电荷在B点处的加速度 (2

9、)A、B两点间的电势差(用Q和h表示),解析：(1)由题意可知，这一电荷必为正电荷，设其电量为q，由牛顿第二定律，在A点时 在B点时： maB，解得aB3g，方向竖直向上 (2)从A到B过程，由动能定理mg(h0.25h)qUAB0，UAB 答案：(1)aB3g；方向竖直向上 点评：本题为力电综合题，解法和力学相同，只是在受力分析时增加了静电力,如图所示，质量为m，带电荷量为q的粒子，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，粒子通过电场中B点时，速率vB2v0，方向与电场的方向一致则：,(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

10、？ 答案：(1)匀减速直线运动 解析：(1)因为竖直方向只受重力作用，所以小球在竖直方向做匀减速直线运动 竖直方向上,(2)由动能定理：,闪电是云层与云层或云层与高大建筑物间放电所致，在放电过程中将释放大量能量.1970年春季的一个雷雨交加的上午，湖北古城黄州的青云塔顶尖被雷击为两截，据有关专家估算雷击时释放能量约为3.2106J，假若从云层移向塔顶的电量为32C，则云层与塔顶间电势差为_V，相当于释放电子_个,解析：雷击时释放能量约3.2106J，故电场力做功W3.2106J， 相当于释放的电子数： 21020个 答案：1105；21020 点评：本题结合雷击问题考查了电场力做功与电势差的关系，弄清物理情境是解题关键,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13.6eV，3.4eV，1.51eV，由于某种因素(如加热或光照)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间，b、c间电势差的大小 (2)电子从a跃迁到c的过程中电场力所做的功