2018年高中物理 第1章 靜電場 1.5 電勢差課件 新人教版選修3-1.ppt

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1、第一章 靜電場 第五節(jié) 電勢差,課標(biāo)解讀 1.理解電勢差的概念,知道電勢差與零勢點(diǎn)選取無關(guān). 2.能夠根據(jù)電勢差UAB計(jì)算電荷q在電場中移動(dòng)時(shí),電場力所做的功WAB=UABq. 3.能夠根據(jù)電荷q在電場中移動(dòng)時(shí)電場力所做的功WAB計(jì)算電勢差UAB=,課前自主學(xué)習(xí) 一電勢差 1.定義:電場中兩點(diǎn)電勢的差值叫做這兩點(diǎn)的電勢差,它與零勢點(diǎn)的選取無關(guān). 2.定義式:電場中A點(diǎn)的電勢記為AB點(diǎn)的電勢記為B,則AB兩點(diǎn)電勢差表示為UAB=A-B. 3.電勢差的單位與電勢的單位相同為伏特,電勢差是標(biāo)量,但有正負(fù),UAB0表示A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)電勢高.,二靜電力做功與電勢差的關(guān)系 1.電荷q在電場中從A點(diǎn)移動(dòng)到

2、B點(diǎn),AB兩點(diǎn)間的電勢差為UAB,則靜電力做的功WAB=qUAB該公式適用于任何電場. 2.電場力做的功和電勢差的關(guān)系式:WAB=qUAB,應(yīng)用時(shí)要注意各物理量的正負(fù).若q為負(fù),UAB為負(fù),則靜電力做的功為正功,若q為負(fù),UAB為正,則靜電力做的功為負(fù)功.,知識梳理圖,課堂互動(dòng)探究 一電勢差:在電場中兩點(diǎn)的電勢之差叫做電勢差,也叫電壓. 定義式:設(shè)電場中A點(diǎn)電勢為A,B點(diǎn)電勢為B,則它們之間的電勢差可表示成 UAB=A-B或UBA=B-A. 電勢差是標(biāo)量,單位:伏,符號:V. 電場中兩點(diǎn)間電勢差與電勢零點(diǎn)選取無關(guān),就好像兩點(diǎn)的高度差與零勢點(diǎn)的選取無關(guān)一樣.,電勢差雖為標(biāo)量,但有正負(fù)之分,因此談

3、到電勢差時(shí),必須明確是哪兩點(diǎn)的電勢差,因?yàn)閁AB=-UBA.如UAB=8 V,表明A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢高8伏,而UBA=-8 V,表明B點(diǎn)電勢比A點(diǎn)電勢低8伏.,二電勢和電勢差的比較,,以上電勢和電勢差的關(guān)系跟重力場中高度h與高度差h的關(guān)系類似.,三電勢差與電場力做功的關(guān)系1.正確理解電勢差UAB=定義式UAB= 式中UAB為AB兩點(diǎn)間的電勢差,WAB為q從初位置A運(yùn)動(dòng)到末位置B時(shí)靜電力所做的功,計(jì)算時(shí)W與U的角標(biāo)要對應(yīng).,2.電場力做功的求解方法 (1)WAB=qUAB既適用于勻強(qiáng)電場,又適用于非勻強(qiáng)電場. (2)W=qEd適用于勻強(qiáng)電場,公式中d表示初末位置間沿電場線方向的距離. (3)

4、WAB=EPA-EPB=-EP適用任何電場. 以上三個(gè)公式可以相互推導(dǎo),應(yīng)用時(shí)注意它們的適用條件.,3.各物理量的符號問題. (1)WABUABq均可正可負(fù),WAB取正號表示靜電力做正功,WAB取負(fù)號表示靜電力做負(fù)功;UAB取正號表示AB,UAB取負(fù)號表示A

5、電荷,從某電場中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),電荷克服電場力做610-4 J的功,從B點(diǎn)到C點(diǎn),電場力對電荷做功910-4 J求 (1)ABBCCA間電勢差分別多少? (2)如果以B點(diǎn)電勢為零,則AC兩點(diǎn)的電勢各為多少,電荷在AC兩點(diǎn)的電勢能分別為多少?,解析:電荷從A到B克服電場力做功,即電場力做負(fù)功.WAB=-610-4 JUAB=UBC=UCA=UCB+UBA=-UBC+(-UAB)=100 V.,(2)若B=0,由UAB=A-B 得A=UAB+B=200 V 同理C=B-UBC =0-(-300) V =300 V. 電荷在A點(diǎn)的電勢能 EPA=qA=-310-6200 J =-610-4J.,電

6、荷在C點(diǎn)的電勢能 EPC=qC=-310-6300 J =-910-4 J. 答案:(1)UAB=200 V UBC=-300 V UCA=100 V (2)A=200 V C=300 V EPA=-610-4 J EPC=-910-4 J,名師點(diǎn)撥:求解電場中兩點(diǎn)間的電勢差,根據(jù)公式 計(jì)算時(shí),可把各物理量的數(shù)值及符號一并代入,也可代入絕對值,然后根據(jù)題意再判斷各物理量的正負(fù).若知道各點(diǎn)電勢可根據(jù)定義來求兩點(diǎn)間電勢差要注意計(jì)算時(shí)各物理的角標(biāo)要對應(yīng),電場中各點(diǎn)電勢差可依次用代數(shù)方法疊加,即: UMN=UMA+UAB+UBC++UPN,鞏固練習(xí) 1.將帶電荷量為310-6 C的負(fù)電荷從電場中A

7、點(diǎn)移到B點(diǎn),克服電場力做了310-5 J的功,再將電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做了1.210-5 J的功,則AC間的電勢差為____________ V,電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)再從B點(diǎn)移到C點(diǎn)的過程中,電勢能變化了____________ J.,答案:6 1.810-5,二靜電場中的功能關(guān)系 例2:如圖所示,實(shí)線為電場線,虛線為等勢線,且相鄰兩等勢線間的電勢差相等,一個(gè)正電荷在等勢線3上時(shí),具有動(dòng)能20 J,它運(yùn)動(dòng)到1上時(shí)速度為零,令2=0,當(dāng)該電荷的電勢能為4 J時(shí),其動(dòng)能大小為( ),A.16 J B.10 J C.6 J D.4 J 解析:由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律可得 q3+Ek3=q,

8、根據(jù)題意相鄰等勢線間的電勢差相等,2=0則有 1-2=2-3 由以上兩式可得 q3= Ek3,則該電荷的電勢能和動(dòng)能的總和E=q3+Ek3=10 J 當(dāng)Ep=4 J時(shí),Ek=6 J 故C選項(xiàng)正確. 答案:C,名師點(diǎn)撥:電勢能是電荷在靜電場中具有的能量,它和其他形式的能量一樣可以相互轉(zhuǎn)化,并遵循能量守恒和轉(zhuǎn)化定律.,鞏固練習(xí) 2.如圖所示,虛線為靜電場中的等勢面1234,相鄰的等勢面之間的電勢差相等,其中等勢面3的電勢為0,一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下,經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能分別為26 eV和5 eV,當(dāng)過一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置,其電勢能變?yōu)?8 eV時(shí),它的動(dòng)能應(yīng)為( ),A.8 eV B.13 eV C.20 eV D.34 eV 解析:由于正電荷由a到b點(diǎn)動(dòng)能減少了21 eV,而電場中機(jī)械能和電勢能總和不變,故在等勢面3的動(dòng)能應(yīng)為12 eV,總能量為12 eV+0=12 eV,當(dāng)在所求位置時(shí),因?yàn)殡妱菽転?8 eV,所以動(dòng)能應(yīng)為12 eV-(-8 eV)=20 eV,故C選項(xiàng)正確.,答案:C,