高中物理电势差 2人教版选修3-1

电势差
课前预备
一、小小信息窗
火花放电
在电势差较高的正负带电区域之间，发出闪光并发出声响的短时间气体放电现象。

在放电空间内，气体分子发生电离，气体迅速而剧烈发热，发出闪光和声响。

例如，当两个带电导体互相靠近到一定距离时，就会在其间发生火花和声响（它们的电势差愈大，则这种现象愈显著），结果两个导体所带的电荷几乎全部消失。

实质上分立的异性电聚积至足够量时，电荷突破它们之间的绝缘体而中和的现象就是放电。

而中和时发生火花的就叫“火花放电”。

在阴雨天气，带电的云接近地面，由于感应作用，在云和地的中间发生火花放电即为“落雷”。

由于它们之间电势差非常之大，所以这种放电的危害特别大，它可以破坏建筑物，打死人和牲畜。

高大建筑物均装有避雷针就是为了对落雷的防范。

在日常生活中，我们往往看到运送汽油的汽车，在它的尾部，总
是有一根铁链在地上拖着走。

这根铁链不是多余的而是起着很重要的作用。

运汽油的车中装载的是汽油，汽车在开动的时候，里面装着汽油也不停地晃动，晃动的结果，会使汽油跟油槽的壁发生碰撞和摩擦，这样就会使油槽带电。

因为汽车的轮胎是橡胶，是绝缘体，油槽里发生的电荷不可能通过轮胎传到地下，这样电荷就会积聚起来，甚至有时会发生电火花。

遇到火花，汽油很容易发生爆炸。

为了防止这一危险，采用拖在汽车后面的铁链来作导电工具，使产生的电荷不能积聚。

二、要点综述
1.电势差：电场中两点的电势之差叫电势差.
（1）知道了电势差的绝对值，要比较哪个点的电势高，需根据电场力对电荷做功的正负判断，或者是由这两点在电场线上的位置判断.
（2）电场力对电荷做功的计算公式：W=qU（U为电势差）,此公式适用于任何电场.
电场力对电荷做功与路径无关，由起始和终了位置的电势差和电荷所带电量决定,计算时，三个量可均取
绝对值，计算出功的数值之后，再根据电场力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确定是电场力做正功，还是克服电场力做功；当然也可以三个量都带入符号计算，写为W AB=qU AB，算出为正值，即电场力做正功，算出为负值，即克服电场力做功，在比较A、B两点电势高低时更为方便，先计算U AB=W AB/q，若U AB > 0，则φA > φB；若U AB < 0，则φA < φB.
课堂同步
1.关于电子伏,下列说法正确的是( )
A. 电子伏是能量的单位
B. 电子伏是电势差的单位
C. 1eV=1.60×1019J
D. 1eV=1.60×10-19J
2.把电荷从电场中的A点移到B点,电场力做功为零,则下列说法中正确的是 ( )
A. A,B两点的场强一定为零
B. A,B两点的场强一定相等
C. A,B两点间的电势差一定为零
D. A,B一定在同一电场线上
3.A,B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上,且到连线上中点O的距离相等,如图1-33所示,则( )
A.同一电荷在A,B两点的电势能相等
B.把正电荷从A点沿直线移动到B点,电荷的电势能先增大后减少
C.把正电荷从A点沿直线移动到B点,电荷的电势能先减少后增大
D.A、B连线上的任意两点的电势差为零
4.
下列关
图1-33 图1-34
于电势
高低的判断，哪些是正确的（）A．正电荷从A移到B时，其电势能增加，A点电势一定较低
B．正电荷只在电场力作用下从A移到B，A 点电势
一定较高
C．负电荷从A移到B时，外力作正功，A点电势一定较高
D．负电荷从A移到B时，电势能增加，A点电势一定较低
5．如图1-34所示，电子在一条电场线上从A到B，电势能增加，试判定A、B两点电势的高低。

6.将一个电量为-2×10-9C的点电荷从电场中的N 点移到M点，需克服电场力做功14×10-9J，N、M两点间的电势差U NM为多少？若将该电荷从M移到N，电场力做什么功？U MN为多少？
7.在电场线上有A、B、C三点，设C点接地，将1C的正电荷由A移到C点，电场力做功为5J；再将该电荷由B移到C点，电场力做功为-5J，求A、B两点的电势φA、φB分别是多大？
8.一个带正电的质点，电量q=2.0×10-9库，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外,其他力作的功为6.0×10-5焦，质点的动能增加了8.0×
10-5
焦，则a 、b 两点间的电势差为多大?
课后巩固
1．如图1-35所示，A 、B 是负电荷产生的电场中
的一条电场线上的两点，已知该两点间电势差为6.0×102伏,现有一点电荷电量q = + 3.0×10－7库，它在只受电场力作用的情况下由A 点运动到B 点。

在A B 段电场力对他做的功为 ,它由A 运动到B 该电荷的电势能增加了 .
2．一
个正电荷
带电量为
2.0×10－9 C ，从电场中A 点移到B 点，电场力对它做
功2.4×10－6
J ，则A 、B 两点间的电势差是 ；如果将一个带电量为5.0×10－9 C 的负电荷，从B 点移到A 点，它的电势能将 ，电势能的变化量 。

3.在静电场中有a 、b 、c 三点，有一个电荷
123图1-36
q1=3×10-8 C，自a移到b，电场力做功3×10-6 J.另有一个电荷q2=-1×10-8 C，自a移到c，电场力做功3×10-６J，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U bc为 V.
4．一个点电荷，从静电场中的A点移动到B点，电场力对该电荷做功为零，则（）
A．A、B两点的电场强度一定相同
B．该电荷一定沿等势面移动
C．作用于该电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D．A、B两点的电势一定相等
5．电场中有a、b两点，a点电势为4V，若把电量为2×10-8C的负电荷，从a移到b的过程中，电场力做正功4×10-8J，则（）
A．a、b两点中，a点电势较高。

B.b点电势是2V
C．b点电势是-2V D.b点电势是6V
6．如图1-36所示，实线为电场线，虚线为等势面，
且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面φ3
上具有动能为20 J，当它运动到等势面φ1上时速度恰
好为零，令φ2 =0，那么当电荷的电势能为4 J时，其
动能大小为（）
A.16 J
B.10 J
C.6 J
D.4 J
提速训练
1.将一个10-6C的负电荷从电场中A点移到B点，
克服电场力做功2×10-6J，从C点移到D点，电场力做
功7×10-6J，若已知B点比C点电势高3V，则AD之间
的电势差的值是 V。

2．如图1-37所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与
以正点电荷Q为圆心的某一圆交于B、C两点，质量为
m，带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速Array下滑，已知q远小于Q，AB=h，小球滑到B点
时速度大小为gh
3，求：⑴小球由A到B过程
中电场力做的功⑵A、C两点的电势差.
高考链接 1．如图1-38所示,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，它们动能应为 ( )
A ．8eV
B ．13eV
C ．20eV
D ．34eV
2.如图1-39所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个带电量为-q 的油滴，从A 点以速度v 竖
直向上射入电场。

已知油滴质量为m ，重力加速度为g 。

当油滴到达运动轨迹的最高点时，测得它的速度大小恰为v/2，则：（1）电场强度E 为多大？（2）A 点与最高点的电势差为多少？
答案
课堂同步
图1-38
E
A v -q 图1-39
1.AD
2.C
3.AD
4.AD
5.ΦA >ΦB
6.7V 正功 -7V
7.5V -5V
8.104V
课后巩固
1.-1.8×10-4J 1.8×10-4J
2.1200V 减少 6.0×10-6 J
3.c 、a 、b -400V
4.D
5. D
6.C
提速训练 1.-2V 2.mgh 21
q mgh 2 高考链接 1.C 2.q mg 2 q mv 82。