遼寧省大連市高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 1.5 電勢(shì)差課件 新人教版選修3-1.ppt

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導(dǎo)入新課,高度差,第一章靜電場(chǎng),1.5電勢(shì)差,教學(xué)目標(biāo),1.知識(shí)與能力,√知道零勢(shì)能點(diǎn)的選取不同電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能就不同但是兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不變。√電勢(shì)差的概念及公式。√電勢(shì)差的求法。,2.過(guò)程與方法,√通過(guò)定義求電勢(shì)差注意初始位置和終止位置的區(qū)分?！掏ㄟ^(guò)練習(xí)知道電勢(shì)差與電勢(shì)能的關(guān)系。,3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān),√根據(jù)題意靈活的選擇零勢(shì)能點(diǎn)，解答問(wèn)題。,教學(xué)重難點(diǎn),教學(xué)重點(diǎn)：,教學(xué)難點(diǎn)：,電勢(shì)差電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功,電勢(shì)差的應(yīng)用,把電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能歸為零，將這一點(diǎn)作為參照物，才能確定電荷在電場(chǎng)中其他點(diǎn)的電勢(shì)能。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)做的功。,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能的決定方法：,但是零勢(shì)能點(diǎn)的選取發(fā)生變化呢？,內(nèi)容解析,一、電勢(shì)差,用不同的位置作為測(cè)量高度的起點(diǎn)，同一地方的高度的數(shù)值就不同，但兩個(gè)地方的高度差保持不變。,參照物不同，但樓的高度是一定的,同樣的道理在電場(chǎng)中：,選擇不同的位置作為電勢(shì)零點(diǎn)，電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的數(shù)值也會(huì)改變，但電場(chǎng)中某兩點(diǎn)間的電荷的電勢(shì)差卻保持不變。,表達(dá)式：,電荷q在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，靜電力做的功WAB等于電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能之差。由此可以推導(dǎo)出靜電力做的功與電勢(shì)差的關(guān)系:,即：,,知道了電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差，就可以很方便的計(jì)算在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷的靜電力做的功，而不必考慮靜電力和電荷移動(dòng)的路徑。,將一個(gè)電荷量為-210-8C的點(diǎn)電荷，從零勢(shì)點(diǎn)S移到M點(diǎn)要克服電場(chǎng)力做功410-8J,則M點(diǎn)的電勢(shì)=_______;若將該電荷從M點(diǎn)一到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功1410-8J,則N點(diǎn)的電勢(shì)=______;MN兩點(diǎn)的電勢(shì)差為UMN_____。,答案：-2V5V7V,用三種不同的方法解答,【方法一】,嚴(yán)格按各量的數(shù)值正負(fù)代入公式求解：,【方法二】,不考慮各量的正負(fù)，只是把各量數(shù)值代入公式求解，然后用其他方法判斷出要求兩的正負(fù):,【方法三】,求N點(diǎn)的電勢(shì)時(shí)把電荷從S點(diǎn)移到M點(diǎn)再到N點(diǎn)是一個(gè)全過(guò)程:,動(dòng)畫(huà)：電勢(shì)電勢(shì)差,課堂小結(jié),電勢(shì)差,電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫做電勢(shì)差，也叫電壓。,電勢(shì)差可表示為：,1.下列說(shuō)法正確的是：（）。,課堂練習(xí),CD,A.電勢(shì)差的定義式U=W/q，說(shuō)明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U與電場(chǎng)力做功W成正比，與試探電荷的電荷量q成反比；B.兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將正電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做的功；C.將1C的正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，電場(chǎng)力做1J的功，這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為1V；D.電荷在電場(chǎng)中，從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)。,A.甲粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)與乙粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等；B.甲乙兩粒子帶異種電荷；C.兩粒子經(jīng)過(guò)b點(diǎn)是有相同的動(dòng)能；D.甲粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于乙粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能。,2.如圖所示，在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，已知a、b零點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，c、d來(lái)那個(gè)店在同一等勢(shì)面上，取過(guò)a、b兩點(diǎn)的等勢(shì)面電勢(shì)為零。甲乙兩個(gè)粒子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相同，甲粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為acb，乙粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為adb，由此可以判斷（）。,BCD,3.勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在同一條電場(chǎng)線(xiàn)上有相距10cm的a、b兩點(diǎn)，在810-3N的外力作用下，410-6C的正電荷朝外力方向勻速的從a移動(dòng)到b，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為_(kāi)__________V,該電場(chǎng)線(xiàn)方向是從_____指向____。,-2102,b,a,4.將帶電量為610-6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功為310-5J,再將電荷從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功1.210-5J,則AC點(diǎn)電勢(shì)差為_(kāi)_____V。,3,5.一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子，以初速度v0進(jìn)入一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)的O點(diǎn)，且v0方向與E的方向平行，如圖所示，重力忽略不計(jì),到A點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，則OA間電勢(shì)差是多少？,解：帶電粒子由O運(yùn)動(dòng)到A，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小。根據(jù)動(dòng)能定理：根據(jù)電場(chǎng)力做功：計(jì)算得：,6.質(zhì)量為m電荷量為q的點(diǎn)電荷，在靜電力作用下以恒定的速率v沿圓弧從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)方向改變的角度為θ，AB的弧長(zhǎng)為s，則AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？AB弧中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是多少？,7.如圖所示，Q為固定的正點(diǎn)電荷，A、B在Q的正上方，與Q相距分別為0.25h和h，將一帶點(diǎn)液滴從點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，若此液滴在A點(diǎn)處的加速度大小為3g，試求：A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。,高考鏈接,B,1.（2003年全國(guó)）圖中虛線(xiàn)為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面，1、2、3、4，相鄰的等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)差為零，一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，講過(guò)a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV，當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)，其電勢(shì)能變?yōu)?8eV，它的動(dòng)能應(yīng)為（）。,A.8eVB.13eVC.20eVD.34eV,設(shè)相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差大小為U，正電荷從a運(yùn)動(dòng)到b動(dòng)能減少，已知b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，則Ua=-2U,Ub=U,設(shè)正電荷的電荷量為q，則正電荷在a、b點(diǎn)的電勢(shì)能EPa=-2qU、EPb=qU,根據(jù)能量守恒定律Eka+Epa=Ekb+Epb，代入數(shù)據(jù)得qU=7eV。設(shè)電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能電勢(shì)能分別是Ekc、Epc，根據(jù)能量守恒定律Eka+Epa=Ekc+Epc，26eV+（-14eV）=Ekc+（-8）eV得：Ekc=20eV。,點(diǎn)撥,2.（2006年江蘇)如圖所示，平行板電容器兩極板間有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且?guī)д姷臉O板接地，一質(zhì)量為m帶你和兩為+q的帶電粒子從x軸上坐標(biāo)為x0處由靜止釋放。,（1）求該粒子在x0處的電勢(shì)能。,（2）試從牛頓定律出發(fā)，證明該帶電粒子在極板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變。,解：該粒子由左極板到x0處電場(chǎng)力做功,,（2）在x軸上任取兩點(diǎn)x1，x2，速度分別為v1，v2,由功能關(guān)系：,聯(lián)立兩式得：,聯(lián)立得：,即：,點(diǎn)撥,電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所具有的電勢(shì)能是由點(diǎn)電荷和該點(diǎn)電勢(shì)共同決定的。正電荷的電勢(shì)能的正負(fù)跟該點(diǎn)電勢(shì)的正負(fù)相同，負(fù)電荷電勢(shì)能的正負(fù)跟該點(diǎn)電勢(shì)的正負(fù)相反。本題中，由于平行板的正極板接地，其電勢(shì)為零，坐標(biāo)為x0點(diǎn)的電勢(shì)應(yīng)為負(fù)值。由于坐標(biāo)x0點(diǎn)的電勢(shì)未知，因此，計(jì)算正電荷q在該處所具有的電勢(shì)能時(shí)，必須通過(guò)功能關(guān)系求出該點(diǎn)與零勢(shì)能點(diǎn)的電勢(shì)差（也就是該點(diǎn)的電勢(shì)）。,D,在x軸負(fù)方向，電子所受哦電場(chǎng)力右偏下，則電子豎直速度沿與軸負(fù)方向不斷增加，達(dá)到O點(diǎn)時(shí)豎直速度達(dá)到最大。到達(dá)x軸正方向，電子所受電場(chǎng)力右偏上，則豎直速度沿y軸負(fù)方向不斷減小，又由于在x軸負(fù)方向的電子運(yùn)動(dòng)處電場(chǎng)線(xiàn)比x軸正方向的電子運(yùn)動(dòng)處電場(chǎng)線(xiàn)密，則加速度應(yīng)相應(yīng)較大，則在x軸負(fù)方向的速度經(jīng)過(guò)相同的水平距離，不能減小到零，所以D選項(xiàng)正確。,點(diǎn)撥,教材習(xí)題答案,2.答：一個(gè)電子電荷量。電子增加的動(dòng)能等于靜電力做的功，因?yàn)樗浴?3.答：因?yàn)殡妶?chǎng)線(xiàn)總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，所以，由課本圖1.5-2可知：,