高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 第5節(jié) 電勢(shì)差課件 新人教版選修3-1.ppt

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第5節(jié) 電勢(shì)差,,(教師參考) 一、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1.理解電勢(shì)差是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量 2.知道電勢(shì)差與電勢(shì)零點(diǎn)的選取無(wú)關(guān),熟練應(yīng)用其概念及定義式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算 3.知道電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系 過(guò)程與方法 引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)靜電力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系以及電勢(shì)的定義,推導(dǎo)電勢(shì)差的定義式 情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)對(duì)原有知識(shí)的加工,對(duì)新舊知識(shí)的類比、概括,培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)自我更新的能力,,三、重難點(diǎn)突破方略 靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系的突破方略 【情境設(shè)置】 將電荷q從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn),如圖所示. (設(shè)問(wèn)1)若靜電力做功為WAB,電荷q在電場(chǎng)中A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為EpA,EpB,請(qǐng)寫出靜電力做功WAB與電勢(shì)能變化的關(guān)系.,答案:WAB=EpA-EpB.,,(設(shè)問(wèn)2)若A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為A,B,電荷q在A,B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能EpA,EpB分別為多少?,答案:不是,UAB與WAB,q無(wú)關(guān). (2)UAB與哪些因素有關(guān)? 答案:UAB與電場(chǎng)的性質(zhì)、A,B兩點(diǎn)的位置有關(guān). 【教師總結(jié)】 電勢(shì)差UAB與q,WAB均無(wú)關(guān),僅與電場(chǎng)中A,B兩位置有關(guān).故電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì).,自主學(xué)習(xí),課堂探究,達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng),自主學(xué)習(xí) 課前預(yù)習(xí)感悟新知,,(教師參考) 情境鏈接一 高壓靜電燈球是一種具有奇特觀感的裝飾品及實(shí)驗(yàn)電子工藝品.在高壓靜電燈球中,皮帶在馬達(dá)的帶動(dòng)下與金屬刷摩擦,使位于玻璃球中部的放電電極得到高電壓,從而向玻璃球內(nèi)部的真空放電.在玻璃球內(nèi)沖入少量的惰性氣體,放電過(guò)程中,會(huì)在真空球內(nèi)產(chǎn)生變化莫測(cè)的光波電暈,很富有奇幻色彩.放電的電荷是由什么原理產(chǎn)生的?若手指放在玻璃球表面,球內(nèi)放電電極與人體之間的電勢(shì)差是高還是低?,,信息 1.皮帶與金屬刷摩擦起電提供放電的電荷. 2.人體相當(dāng)于接地,電勢(shì)為零,球內(nèi)放電電極為高電壓,它們之間有很大的電勢(shì)差. 情境鏈接二 有人對(duì)日常生活產(chǎn)生的靜電做過(guò)調(diào)查和實(shí)測(cè),在乙烯樹(shù)脂地板上走動(dòng)時(shí)可產(chǎn)生250～12 000伏靜電,屁股在椅子上一蹭就會(huì)產(chǎn)生1 800伏以上的靜電,脫化纖衣服時(shí)的靜電電壓可高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏.這里所說(shuō)的靜電是如何產(chǎn)生的?這里所說(shuō)的靜電電壓是指電勢(shì)嗎?,信息 1.這里所說(shuō)的靜電的產(chǎn)生是摩擦起電. 2.不是.這里所說(shuō)的靜電電壓是摩擦起電產(chǎn)生的正負(fù)電荷之間的電勢(shì)的差值.,教材梳理,一、電勢(shì)差 閱讀教材第20頁(yè),了解電勢(shì)差的概念,認(rèn)識(shí)電勢(shì)差的表達(dá)式. 1.定義:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間 的差值.,電勢(shì),3.單位:與電勢(shì)單位相同,國(guó)際單位是伏特,符號(hào)為V. 4.電勢(shì)差的正負(fù):UAB為正值:A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì) .UAB為負(fù)值:A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì) .,高,低,2.結(jié)論:靜電力做功與路徑無(wú)關(guān),只與初、末位置的電勢(shì)差有關(guān).,議一議 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與電勢(shì)零點(diǎn)的選取有關(guān)嗎?,,,,qUAB,自主檢測(cè),,答案: (1) (2)√ (3)√ (4) (5),,BC,解析:電荷在電場(chǎng)中從a點(diǎn)移到b點(diǎn),靜電力做功為零,則其電勢(shì)能不變,電荷在初、末兩位置的電勢(shì)能相等,因此電荷所在的初末兩位置電勢(shì)相等,但初末兩位置間場(chǎng)強(qiáng)不一定相等.故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B,C正確;靜電力做功為零,但不一定在移動(dòng)時(shí)電荷運(yùn)動(dòng)方向總是與靜電力方向垂直,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,2.(多選)某電場(chǎng)中,點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),靜電力做功為零,則( ) A.a,b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等 B.a,b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定為零 C.a,b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等 D.電荷所受到的靜電力總是垂直于其移動(dòng)方向,,C,3.對(duì)于電場(chǎng)中A,B兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( ) A.由電勢(shì)差公式UAB=WAB/q可知兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與靜電力做功WAB成正比,與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比 B.A,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力所做的功 C.將1 C電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做1 J的功,這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為1 V D.電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中,除受靜電力外,還受其他力的作用,電荷電勢(shì)能的變化就不再等于靜電力所做的功,,4.關(guān)于電勢(shì)差和靜電力做功的說(shuō)法中,正確的是( ) A.電勢(shì)差是矢量,靜電力做的功是標(biāo)量 B.在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷,靜電力不做功,則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零 C.在兩點(diǎn)間被移動(dòng)的電荷的電荷量越少,則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差越大 D.在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),靜電力做正功,則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于零,B,解析:電勢(shì)差是標(biāo)量,其正負(fù)號(hào)不表示方向,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷,靜電力不做功,則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零,選項(xiàng)B正確;兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與被移動(dòng)的電荷的電荷量無(wú)關(guān),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷時(shí),靜電力做正功,則這兩點(diǎn)間電勢(shì)差為負(fù)值,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,,5.在電場(chǎng)中把一個(gè)電荷量為-610-8 C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功為-310-5 J,將此電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做功為4.510-5 J,求A與C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.,答案:-250 V,課堂探究 核心導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)探究,要點(diǎn)一,對(duì)電勢(shì)和電勢(shì)差的理解,【問(wèn)題導(dǎo)引】 如圖所示,A,B,C為同一電場(chǎng)線上的三點(diǎn),取B點(diǎn)電勢(shì)為零時(shí),A,C兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為8 V和-6 V.A,C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAC是多少?C,A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UCA是多少?若某兩點(diǎn)a,b間電勢(shì)差Uab0,則說(shuō)明了什么?,,?思維導(dǎo)圖?,【例1】 將一個(gè)電荷量為110-6 C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),克服靜電力做功210-6 J.從C點(diǎn)移到D點(diǎn),靜電力做功710-6 J,若已知B點(diǎn)比C點(diǎn)電勢(shì)高3 V,則UDA= .,,答案:2 V,誤區(qū)警示 電勢(shì)差問(wèn)題的注意要點(diǎn),(2)電勢(shì)差的正、負(fù)值與矢量中的正、負(fù)意義不同,后者確定的是某量與正方向的關(guān)系,而前者指兩點(diǎn)間電勢(shì)的高低關(guān)系.,,(教師備用) 變式:例1中若把該負(fù)電荷從A點(diǎn)移到D點(diǎn),則靜電力做功WAD= .,,解析:由例1結(jié)果可知,UDA=2 V, 即UAD=-2 V, 而WAD=qUAD=(-110-6)(-2)J=210-6 J.,答案:210-6 J,,例1-1:有一帶電荷量q=-310-6 C的點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),克服靜電力做功610-4 J,從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí)靜電力做功910-4 J.求: (1)AB,BC,CA間電勢(shì)差各為多少?,,答案: (1)200 V -300 V 100 V,,(2)如果B點(diǎn)電勢(shì)為零,則A,C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少?電荷在A,C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多少?,,答案:(2)200 V 300 V -610-4 J -910-4 J,,針對(duì)訓(xùn)練1:如圖所示,A,B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn),有一正電荷q=310-5 C,它在B點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能比它在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能大610-3 J,則電場(chǎng)強(qiáng)度方向由 指向 ,A,B間的電勢(shì)差UAB= .,答案:B A -200 V,要點(diǎn)二,,【例2】 把一個(gè)帶電荷量210-8 C的正點(diǎn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中A點(diǎn)時(shí),要克服靜電力做功810-6 J,若把該電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中B點(diǎn),需克服靜電力做功210-6J,取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零.求: (1)A點(diǎn)的電勢(shì); (2)A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差; (3)把210-5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做的功.,?思路探究? (1)電荷在電勢(shì)為零的位置的電勢(shì)能是多少?知道從電勢(shì)為零的位置移到某位置過(guò)程靜電力的功,如何確定該位置的電勢(shì)能? 答案:電荷在電勢(shì)為零的位置的電勢(shì)能為零.由靜電力做功的負(fù)值的多少,就可確定電勢(shì)能增加的多少,從而確定電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能. (2)應(yīng)用WAB=qUAB求解時(shí),各量出現(xiàn)的正、負(fù)值如何處理? 答案:把各量的正、負(fù)值代入到公式中運(yùn)算,但結(jié)果中一般需明確負(fù)號(hào)的意義.,,答案: (1)400 V (2)300 V (3)-610-3J,規(guī)律方法 關(guān)系式WAB=qUAB的應(yīng)用方法 (1)關(guān)系式WAB=qUAB適用于任何電場(chǎng),UAB為電場(chǎng)中A,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,WAB僅是靜電力做的功,式中各量均有正負(fù),計(jì)算中W與U的角標(biāo)要對(duì)應(yīng),即WAB=qUAB, WBA=qUBA. (2)應(yīng)用WAB=qUAB求解時(shí),可將各量的正負(fù)號(hào)及數(shù)值一并代入計(jì)算.也可以將各量都取絕對(duì)值,先計(jì)算大小,再根據(jù)電荷的移動(dòng)方向及所受靜電力方向的具體情況來(lái)確定靜電力做功的正負(fù).,,(教師備用) 例2-1:如圖所示,a,b,c,d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中四個(gè)等差等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面間距離為2cm, 已知UAC=60 V,求: (1)設(shè)B點(diǎn)電勢(shì)為零,求A,C,D,P點(diǎn)的電勢(shì); (2)將q1=-1.010-10C的點(diǎn)電荷由A移到D靜電力所做的功WAD; (3)將q2=1.010-10C的點(diǎn)電荷由B移到C,再經(jīng)過(guò)D最后回到P,靜電力所做的功WBCDP.,,(3)由于靜電力做功與路徑無(wú)關(guān),只與初末位置有關(guān),則WBCDP=q2UBP=0.,答案: (1)30 V -30 V -60 V 0 (2)-9.010-9J (3)0,針對(duì)訓(xùn)練2:(2016臨川一中期中)某一空間中存在電場(chǎng),電荷q由A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做功為6.0105 J.則下列選項(xiàng)正確的是( ) A.A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)能差一定為6.0105 J B.A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差一定為6.0105 V C.A,B兩點(diǎn)的動(dòng)能差一定為6.0105 J D.A點(diǎn)的電勢(shì)能一定為6.0105 J,,A,要點(diǎn)三,靜電力做功的計(jì)算方法,【問(wèn)題導(dǎo)引】 在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),一般地靜電力會(huì)做功.求靜電力做功問(wèn)題中一般有哪些方法?,答案:(1)若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),可由功的公式W=Flcos α求解(α為F,l之間的夾角).,(3)若已知所受外力做功情況或能量轉(zhuǎn)化情況,可根據(jù)動(dòng)能定理或能量守恒定律求解.,【例3】 如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有a,b,c三點(diǎn),dab=4 cm,dbc=10 cm,其中ab沿電場(chǎng)方向,bc和電場(chǎng)方向成60角,一個(gè)電荷量為q=410-8C的正電荷從a移到b靜電力做功為Wab=1.610-7J,求: (1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E. (2)電荷從b移到c,靜電力做功Wbc. (3)a,c兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uac.,,,答案: (1)100 V/m (2)210-7J (3)9 V,規(guī)律方法 幾種求功的方法 (1)功的定義法:由公式WAB=FlABcos θ=qEl計(jì)算,此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),l為電荷初、末位置在電場(chǎng)方向上的位移. (2)電勢(shì)差法:WAB=qUAB. (3)電勢(shì)能變化法:WAB=-ΔEpAB=EpA-EpB. (4)動(dòng)能定理法:W靜電力+W其他力=ΔEk.,,,(教師備用) 例3-1:如圖所示,在正的點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有a,b兩點(diǎn),它們到點(diǎn)電荷Q的距離r1r2. (1)a,b兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高? (2)將一負(fù)電荷放在a,b兩點(diǎn),哪點(diǎn)電勢(shì)能較大? (3)若a,b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為100 V,將二價(jià)負(fù)離子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)是靜電力對(duì)電荷做功還是電荷克服靜電力做功?做功多少?,解析: (1)由正點(diǎn)電荷的等勢(shì)面特點(diǎn)可判斷a點(diǎn)的電勢(shì)較高.,(3)若Uab=100 V,二價(jià)負(fù)離子電荷量q=-21.610-19 C,將該離子從a點(diǎn)移到b點(diǎn),靜電力做功Wab=qUab=-3.210-17 J, 即克服靜電力做功3.210-17 J.,答案: (1)a (2)b (3)克服靜電力做功 3.210-17 J,,例3-2:如圖所示為一負(fù)點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的A,B兩點(diǎn),兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為150 V.現(xiàn)有電荷量為710-6C的正電荷從B沿直線移到A,它的電勢(shì)能變化多少?如果電荷從B沿圖中曲線移到A,則它的電勢(shì)能又變化多少?試比較A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低、場(chǎng)強(qiáng)大小.,,,,(教師參考) 【教材探究】 教材P21例題第(1)問(wèn)中,還有其他方法判斷A,B,C點(diǎn)電勢(shì)高低嗎?,達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng) 隨堂演練檢測(cè)效果,C,1.(2016太原市五中月考)關(guān)于電勢(shì)差的說(shuō)法中正確的是( ) A.兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí),靜電力所做的功 B.電荷從電場(chǎng)中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn),如果靜電力做了1 J的功,這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差就是1 V C.在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),靜電力做功的多少跟所移動(dòng)的電荷所帶電荷量的多少有關(guān) D.兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大小跟放入這兩點(diǎn)的電荷的電荷量成反比,,,C,,3.(多選)如果在某電場(chǎng)中將5.010-8C的正電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做6.010-3J的功,則( ) A.A,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為3.010-10V B.A,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為1.2105V C.若將2.510-8C的正電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做3.010-3J的功 D.若將2.510-8C的正電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做3.010-17J的功,BC,,答案: 12 V -6 V,(教師參考) 課堂小結(jié),,謝謝觀賞！,