高一物理《电势差》导学案
1.5电势差导学案
1.5 电势差导学案编制:宋建权 审核:物理备课组 班级: 姓名:学习目标1.掌握电势差的概念。
会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
2.通过类比法教学,使学生理解电势差的概念;应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。
自主学习1.选择不同位置作为电势零点,电场中某点电势的数值会________ ,但电场中某两点间电势的差值却________ ,电场中两点间电势的差值叫做________ ,也叫________ ,表达式____________________ 。
2.静电力对电荷q 做功与电势差的关系3.电场中两点的电势差,由 决定,与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少________。
合作学习一、电势差1.定义:________________________________________________2.公式:________________3.单位:________,符号:________4:物理意义:________________________________________________二、电势差与电势的关系设电场中A 点的电势为A ϕ,B 点的电势为B ϕ,则有=AB U ________,或者表示成=BA U ________,显然有A B AB U U -=。
三、静电力做功与电势差的关系电荷q 从电场中A 点移到B 点,由静电力做功与电势能变化的关系可得:)(B A AB q W ϕϕ-=,即________________或________________疑难探究电势茶和电势能有什么联系和区别?典例精析例1.有一个带电荷量C q 6103-⨯-=的点电荷,从某电场中的A 点移到B 点,电荷克服静电力做功J 1064-⨯,从B 点移到C 点,静电力对电荷做功J 1094-⨯。
问: (1) AB 、BC 、CA 间电势差各为多少?(2) 如以B 点电势为零,则A 、C 两点的电势各为多少?电荷在A 、C 两点的电势能各为多少?例2.如图1-5-2所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带正电的小球在该电场中运动,不计小球所受的重力和空气阻力,实线表示该带正电的小球的运动轨迹,小球在a 点的动能等于20eV ,运动到b 点时的动能为2eV ,若取c 点为零电势点,则这个带电小球的电势能等于6-eV 时,它的动能等于 ( )A .16eVB .14eVC .6eVD .4eV自我测评1.对于电场中A 、B 两点,下列说法正确的是 ( )A .电势差的定义式U AB =W AB /q ,说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比,与移动电荷的电荷量q 成反比B .A 、B 两点间的电势差等于将正电荷从A 点移到B 点电场力所做的功C .将l C 电荷从A 点移到B 点,电场力做1 J 的功,这两点间的电势差为1 VD .电荷由A 点移到B 点的过程中,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功2.一点电荷从电场中的a 点移到b 点时,电场力做功为零,则 [ ]A .a 、b 两点的场强一定相等B .一定沿等势面移动C .电荷所受的电场力一定与移动方向总是垂直D .a 、b 两点电势一定相等3.电场中某一电场线为一直线,线上有A 、B 、C 三个点,把电荷q 1=108-C 从B 点移到A 点时电场力做了107-J 的功;电荷q 2=-108-C ,在B 点的电势能比在C 点时大107-J ,那么: (1) 比较A 、B 、C 三点的电势高低,由高到低的排序是___________ ;(2) A 、C 两点间的电势差是__________________ V ;(3) 若设B 点的电势为零,电荷q 2在A 点的电势能是____________ J 。
电势差导学案
不论你在什么时候开始,重要的是开始之后就不要停止。
授课时间: 年级: 班级: 学生姓名:物理学案第1页(共2 页) 物理学案第2页(共2 页)课题:第五节 电势差【学习目标】1、电势差的计算公式,电势差与电势的关系。
2、电势差与电场强度的关系。
【学习重点】电势差的计算 【学习难点】电势差与电场强度一、交流探究(引出本节内容)【交流1】电场力做功的计算方法是什么? 【交流2】电势能的定义及特点,怎么求解电势能?二、互助探究【探究1】电势差电场中两点间的电势的差值叫电势差。
电势差也叫 。
设电场中A 点的电势为φA ,B 点的电势为φB ,则AB 间的电势差表示成U AB = ,因为U BA = 所以U AB =-U BA 。
电场中某点的电势与零电势的选取 关,电场中两点间的电势差与零电势的选取 关。
【探究2】电势差和电势的单位都是伏特,符号 ;电势差和电势都是 量,但它们都有正负。
电势的正负表示比零电势 或 。
当取无穷远处为零电势时:正点电荷的电场中各点电势都 零,负点电荷的电场中各点电势都 零。
电势差的正负表示电场中两点电势的高低:若A 、B 两点间电势差U AB =φA -φB >0,则表明A 点电势 于B 点电势;若A 、B 两点间电势差U AB =φA -φB <0,则表明A 点电势 于B 点电势。
【探究3】电荷q 在电场中从A 移到B 时,电场力做功W AB 等于电荷在A 、B 两点时的电势能之差。
即W AB =E PA -E PB =q φA -q φB = 。
电场中移动电荷时,电场力做的功只与电荷的 有关,而与电荷运动的具体 无关。
所以本节得到的电场力做功公式W AB = 使我们计算电场力做功像计算重力做功一样简单方便。
三、分层提高例1、对于电场中A 、B 两点,下列说法中正确的是( )A .电势差的定义式U AB =W ABq ,说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比,与移动电荷的电荷量q 成反比B .把正电荷从A 点移到B 点电场力做正功,则有U AB >0C .电势差的定义式中,U AB 与移动电荷的电荷量q 无关D .电场中A 、B 两点间的电势差U AB 等于把正电荷q 从A 点移动到B 点时电场力做的功【变式1】一个带正电的质点,电荷量q =2.0 ×10-9C ,在静电场中由a 点移到b 点,在这过程中,除静电力外,其他力做的功为6.0×10-5 J ,质点的动能增加了8.0×10-5 J ,则a 、b 两点间的电势差为( ) A .3.0×104 V B .1.0×104 V C .4.0×104 VD .7.0×104 V例2、如图1-5-6所示,三个等势面上有a 、b 、c 、d 四点,若将一正电荷由c 经a 移到d ,电场力做正功W 1,若由c 经b 移到d ,电场力做正功W 2,则( ) A .W 1>W 2 φ1>φ2 B .W 1<W 2 φ1<φ2 C .W 1=W 2 φ1<φ2D .W 1=W 2 φ1>φ2【变式2】如图1-5-7所示,匀强电场的场强E =1.2×102 N/C ,方向水平向右,一点电荷q =4×10-8 C 沿半径R =20 cm 的圆周,从A 点移动到B 点,已知∠AOB =90°,求:图1-5-7(1)这一过程电场力做的功是正功还是负功?做功多少? (2)A 、B 两点的电势差U AB .【变式3】在电场中,A 、B 两点间的电势差为U AB =75 V ,B 、C 两点间的电势差为U BC =-200 V ,则A 、B 、C 三点电势高低关系为( ) A .φA >φB >φC B .φA <φC <φB C .φC >φA >φBD .φC >φB >φA四.总结提高五.巩固提高(见作业纸)。
电势和电势差(导学案)
1.4《电势和电势差》导学案姓名: 班级:一、学习目标:1.知道电场力做功特点和电势能的概念.2.理解电场力做功与电势能变化的关系.3.理解电势差的物理意义,会用电势差的公式及变形公式W =qU 进行计算.4.知道电势的概念,知道电势与电势差的关系ab a b U ϕϕ=-,知道电势的值与零电势的选择有关。
5.知道等势面的概念.能画出点电荷的等势面,知道电荷在任何一个等势面上运动时电场力都不做功.二、自主学习:(复习)重力做功的特点:重力做功与路径 ,只与物体 的高度差有关。
重力势能:在重力场中物体凭借 而具有的能量表达式: 特点:具有 性、系统性重力做功与重力势能变化的关系:(一)电势差1.电场力做功的特点如图,在电场中将电荷q 从A 点移到B 点,沿着①②③不同的路径,电场力做功相同,说明电场力做功与 无关,只与 有关.2.电势能:电荷在电场中受到电场力而具有的与 有关的能量叫做电势能。
3.电场力做功与电势能的关系电场力所做的功等于电势能的减少量,用公式表示为 .4.电势差(1)定义:电场力做的功与所移动电荷量的(2)表达式:(3)在国际在单位中,电势差的单位为 ,简称 ,符号为(4)电势差也叫 ,是 量,可以是 值,也可以是 值(二)电势1.定义:电荷在某点的电势能与电荷量的 等于该点的电势2.表达式: ,.单位是 ,符号是3.相对性:电场中某点的电势与 有关,常取离场源电荷无限远处电势为 ,也可取 的电势为零,电势是 量,只有大小,没有方向.4.电势与电势差的关系:(三)等势面1.定义:电场中 相同的各点构成的面.2.等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时,静电力 功(2)两个相邻等势面间的电势差是 的,等势面的疏密可反映电场的 ,等势面越密的地方,电场强度越 .三、合作探究:探究1:将一个带正电的试探电荷在电场中某点由静止释放(重力不计),它将如何运动?哪种能量会增加?增加的能量从哪里来?这说明了什么?问题1:同学们是否还记我们研究重力势能是从什么角度着手的?这对我们研究电势能有什么启发?探究2: 如图把正电荷q 沿不同路径从A点移到B ,求电场力做的功?沿甲路径电场力做功:沿乙路径电场力做功:沿丙路径电场力做功:结论: 问题2:电场力做功与电势能的变化是什么关系?问题3:有没有我们熟悉的一个物理量,可以和电势差类比?问题4:有没有我们熟悉的一个物理量,可以和电势类比?问题5:有没有我们熟悉的一个物理量,可以和等势面类比?F四、当堂小结1.类比重力场的高度差引入电势差:AB AB W U q= 2.类比重力场的高度引入电势:AP A E q ϕ=3电势差与电势的关系:AB A B U ϕϕ=-五、当堂训练1、下列说法中正确的是( )A.当两正点电荷相互靠近时,电场力做负功,它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时,电场力做正功,它们的电势能减小C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时,它们的电势能增大D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时,它们的电势能减小。
第一章 第 5 课《 电势差 》导学案(一备、二备)(第二周9.13)
物理学科任课教师:冯又兵任教班级:高二(1、2)审核人:冯又兵 2016 年9月13日———————————————————————————————————————第 5 课《电势差》导学案(一备)班级: 姓名: 小组: 评价:【学习目标】1、在老师的讲解下理解电势差是描述电场的能的性质的物理量,以示例学习知道电势差与电势零点的选取无关2、通过练习熟练应用其概念及定义式进行相关的计算【重点难点】重点:电势差的概念;静电力做功公式的推导和该公式的具体应用难点:静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义【学法指导】推导公式法、听讲授、看挂图【预习案】1.电场中任意两点间的电势之差叫做______,也叫做电压,它与电势零点的选取无关.2.电场中A点的电势记作φA,B点的电势记作φB,则A、B两点间的电势差表示成U AB=________,B、A两点间的电势差表示成U BA=________.3.电荷q在电场中从A点移动到B点,A、B两点间的电势差为U AB,则静电力做的功W AB =qU AB,该公式不仅适用于________,而且对________(或任何电场)也成立.【导学流程】1、如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电荷量为10-6C的粒子在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了10-5J.已知A点的电势为-10 V,则以下判断正确的是()A.粒子的运动轨迹如图虚线1所示B.粒子的运动轨迹如图虚线2所示C.B点电势为零D.B点电势为-20 V2、某静电场中的电场线如图3所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是()A.粒子必定带正电荷B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能3、如图所示,虚线方框内为一匀强电场区域,电场线与纸面平行,A、B、C为电场中的三个点,三点电势分别为φA=12 V,φB=6 V,φC=-6 V.试在方框内作出该电场的示意图(即画出几条电场线),要保留作图时所用的辅助线.4、a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行.已知a点的电势为20 V,b点的电势为24 V,d点的电势为4 V,如图5所示,由此可知c点的电势为()图5A.4 V B.8 V C.12 V D.24 V1.一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示,不计粒子所受重力,则()A.粒子带正电荷B.粒子的加速度逐渐减小C.A点的速度大于B点的速度D.粒子的初速度不为零2. 如图所示,带正电的点电荷固定于点Q,电子在库仑力作用下,做以Q为焦点的椭圆运动,M、P、N为椭圆上的三点,P点是轨道上离Q最近的点,电子在从M经P到达N 点的过程中()A.速率先增大后减小B.速率先减小后增大C.电势能先减小后增大D.电势能先增大后减小3.图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图能判断()A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大4.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在此过程中,除电场力外,其他力做的功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a、b两点间电势差U ab为()A.3.0×104V B.1.0×104VC.4.0×104V D.7.0×104V【预习案】答案 1.电势差 2.φA-φBφB-φA 3.匀强电场非匀强电场【A层:】1.解析粒子只受到电场力,当它从A点运动到B点时动能减少了,说明它从A点运动到B 点电场力做了负功,所以偏转的情况应该如轨迹1所示,因而选项A正确、B错误;根据电场力做功W=qU,W AB=-10-5J,电势差U AB=W ABq=-10 V=φA-φB,得φB=0,故C正确、D错误.答案AC方法总结①粒子的运动轨迹曲线必弯向合外力一侧,力的方向、弯曲方向、速率方向一一对应.②电场线和等势面都是假想的曲线,在电场中两者相互垂直,且电场线由高电势指向低电势.③根据电场线的方向以及疏密情况,确定场强及带电性质,定性判断电场力(或加速度)的大小和方向.再根据电场力方向与速度方向的关系来判断速度的变化情况和运动情况.④利用电场力做功情况来判断电势能的变化情况,可以通过能量转化和守恒确定电势能及动能的2.答案ACD解析分析带电粒子在电场中的运动轨迹问题时注意:做曲线运动的粒子所受合外力指向曲线凹侧,另外粒子的速度方向沿轨迹的切线方向,再结合电场线、电场力的知识来分析问题.3.解析作图方法:①将A、C连接,并将其三等分,靠近A点的等分点D与B点等电势,φD=φB=6 V.②用虚线连接B、D,BD为该电场中的等势面(如下图所示).③作一簇垂直于BD、间距相等的平行线,使其方向斜向下,这些平行线即可表示所要作的匀强电场.答案见解析方法总结对有关电场线与等势面的问题,要注意应用电场线与等势面垂直等结论.通过等势面可以确定电场线的方向.在匀强电场中,同一直线上等距离的点之间对应的电势差相等,这也是寻找等势面的突破口.4.答案B解析解法一:沿匀强电场中的电场线,电势应均匀变化,如右图,连接bd两点,并将连线五等分,则每一等分的两端点间电势差为4 V,则各点电势如图所示,连接a点与bd上20 V的点,连线为一条等势线,根据匀强电场的等势线相互平行的规律,过c点作等势线的平行线,线上所有点的电势应与c点电势相等,用几何关系证明得:该线过电势为8 V的点,故c点电势为8 V.解法二:由公式U=E·d可知,在匀强电场中相互平行的两线段端点所对应的电势差之比恰好等于两线段长度之比.则由图知ab∥dc,必有U ab/U dc=ab/dc=1/1,故(20-24) V=(4-φc)V,则φc=8 V.【B 层】1. 答案 BCD解析 带电粒子所受合外力(即静电力)指向轨迹凹侧,知静电力方向向左,粒子带负电荷.根据电场强度E A >E B ,知B 项正确;粒子从A 运动到B 受到的静电力为阻力,C 项正确;若粒子的初速度为零,它会在电场力作用下向左运动,与题中所给条件不符,故D 项正确.2. 答案 AC 解析 在正点电荷产生的电场中,离电荷近电势高,故M →P →N 的过程中,电势先升高后降低,电子在P 点的电势能最小,故电势能先减小后增大,因动能和电势能互相转化,故动能先增大后减小,速率也就先增大后减小, A 、C 正确.对电场力做功判断不准是本题易错的原因. 3. 答案 BCD解析 尽管本题不涉及计算,但对我们的分析能力要求较高.由于本题中的带电粒子没有告诉是正还是负,似乎给分析带来一定的难度,但从带电粒子运动的轨迹知必与源电荷为异种电荷,即知B 正确,这也是解决本题的突破口;然后无论带电粒子从a 运动到b ,还是从b 运动到a ,均可判断出C 、D 正确.4.解析 根据动能定理W 总=ΔE k ,得W 电+W 外=ΔE k ,W 电=ΔE k -W 外=8.0×10-5 J-6.0×10-5 J =2.0×10-5 J .又电势能的改变量ΔE p 在数值上等于电场力做的功,a 、b 两点间的电势差:φa -φb =ΔE p q =2.0×10-52.0×10-9 V =1.0×104V .物理学科 任课教师:冯又兵 任教班级:高二(1、2)审核人:冯又兵 2016 年9月13日 ———————————————————————————————————————第 5 课《 电势差 》导学案(二备)班级: 姓名: 小组: 评价:【学习目标】1、 在老师的讲解下理解电势差是描述电场的能的性质的物理量,以示例学习知道电势差与电势零点的选取无关2、 通过练习熟练应用其概念及定义式进行相关的计算 【重点难点】重点:电势差的概念;静电力做功公式 的推导和该公式的具体应用 难点:静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义 【学法指导】推导公式法、听讲授、看挂图 【预习案】1.电场中任意两点间的电势之差叫做______,也叫做电压,它与电势零点的选取无关.2.电场中A点的电势记作φA,B点的电势记作φB,则A、B两点间的电势差表示成U AB=________,B、A两点间的电势差表示成U BA=________.3.电荷q在电场中从A点移动到B点,A、B两点间的电势差为U AB,则静电力做的功W AB =qU AB,该公式不仅适用于________,而且对________(或任何电场)也成立.(补充)4.有一个带电量q = -3.0×10-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6.0×10-4J,从B点移到C点时,电场力做功9.0×10-4 J。
电势差导学案
高二物理导学案
特别捉醒:
即电场中A. B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷q的比值.
二、对公式UAB =
q
的理解
1.由UAB =
q
可以看出,UAB在数值上等于单位正电荷山A点移到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,CAB为负值。
2.公式UAB =
%
q
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两点间的电势差UAB。
3.公式UAB =
W A H
q
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,其他力所做的功。
4.公式UAB =
W A H
q
中各量均有正负,计算中W与U的角标要对应,即WAB=qUAB, WBA=qUBAo
三、电场力做功的求解四法。
静电场中的电势差导学案
静电场中的电势差导学案一、导入静电力是我们熟知的一种力,我们在冬天脱衣服时,衣服会被贴在身体上,这就是静电力的作用。
在物理学中,静电力是由电荷产生的。
今天我们要学习的是与静电力密切相关的概念 -- 电势差。
二、学习目标1. 了解电势差的定义;2. 掌握计算电势差的方法;3. 理解电势差对电荷运动的影响。
三、电势差的定义1. 电势差是指静电场中两点之间电势的差异。
在物理学中,电势差用ΔV表示,单位为伏特(V)。
2. 电势差的正负取决于电荷移动的方向。
当正电荷从高电位点移动到低电位点时,电势差为负;当负电荷从低电位点移动到高电位点时,电势差为正。
3. 电势差与电场强度有密切关系。
当电场强度方向与电荷移动方向相同时,电场对电荷做正功,电势差为正;当电场强度方向与电荷移动方向相反时,电场对电荷做负功,电势差为负。
四、计算电势差的方法1. 均匀电场中电势差的计算:当电场是均匀的时,电势差的计算公式为ΔV = Ed,其中E表示电场强度,d表示两点之间的距离。
这个公式可以简化为ΔV = E × Δd,其中Δd表示电场的方向长度。
2. 非均匀电场中电势差的计算:当电场不均匀时,我们需要使用积分来计算电势差。
在电荷从A点移动到B点的过程中,我们将路径划分为许多微小的线段,每个微小线段的长度为Δs,那么电势差为ΔV = ∑(E × Δs),其中E表示每个微小线段上的电场强度。
五、电势差对电荷运动的影响1. 电势差决定了电荷在电场中运动的趋势。
正电荷会从高电位点移动到低电位点,而负电荷则相反。
2. 电势差越大,电荷在电场中运动的速度也越快。
这是因为电势差是电势能和电荷的比值,当电势差增大时,电势能增加或电荷减小,从而使电荷的动能增加。
六、小结在静电场中,电势差是衡量电场两点之间电势差异的物理量。
我们可以通过计算电场强度以及两点之间的距离来求解电势差。
电势差不仅决定了电荷在电场中的运动趋势,还对电荷的运动速度产生影响。
高中物理 1.5 电势差导学案 新人教版选修
高中物理 1.5 电势差导学案新人教版选修1、5 电势差导学案新人教版选修3-1【学习目标】1、知道电势差的概念。
2、知道电场中两点间移动电荷电场力做的功与两点间电势差的关系,并能用它来解决问题。
【重点难点】、知道电场中两点间移动电荷电场力做的功与两点间电势差的关系,并能用它来解决问题。
【学习内容】课前自学1、电场中两点间的差值叫做电势差,UAB=2、静电力做功与电势差的关系:WAB=。
3、表达式:(两点电势差与WAB、q无关)核心知识探究知识点电势差的计算[例1]在电场中有A、B两点,它们的电势分别为φA=-100V,φB=200V。
把电荷量q=-210-7C的电荷从A点移到B点,求电场力所做的功。
[变式训练]将带电量为610-6 C的负电荷从电场中A点移到B点,克服电场力做了310-5J的功,再将电荷从B点移到C 点,电场力做了1、210-5 J的功,则A、C间的电势差为V,电荷从A点移到B点再从B点移到C 点的过程中,电势能变化了J、A[例2]如图所示,斜面和水平面都是绝缘粗糙的,有一带电荷量+q,质量m的小物体,从斜面上A 点处由静止释放,它在水平面上运动s1后停止。
若在此空间加上一个竖直向下的匀强电场,再由A点静止释放,则它在水平面上运动s2后停止。
已知物体在斜面与水平面的连接处没有能量损失。
则()A、s2>s1B、s2=s1C、s2<s1D、无法确定[变式训练]如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m、带电量为q的有孔小球人杆上A点无初速度下滑,已知q<Q,AB=h,小球下滑到B点时速度大小为。
求:(1)小球从A点到B点的过程中电场力做的功?(2)A、C两点间的电势差?CBQA【课堂小结与反思】【课后作业与练习】1、一个带正电的质点,电量q=2、010-9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力外,其他力做的功为6、010-5J,质点的动能增加了8、010-5 J,则a、b两点间的电势差为()A、3104 VB、1104 VC、4104 VD、7104 V2、对于电场中A、B两点,下列说法正确的是()A、电势差的定义式 UAB =WAB/q,说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电量q成反比B、A、B两点间的电势差在数值上等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功C、将1 C的正电荷从A点移到B点,电场力做1 J的功,这两点间的电势差为1VD、电荷由A点移到B点的过程,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功3、关于等势面,正确的是 ( )A、等势面上各点电势一定为0B、等势面上任意两点间电势差一定为零C、在同一等势面上,无论沿任何路径移动电荷、电场力都不做功D、两个不同的等势面上任意两点间的电势差为一定值4、某电场中等势面分布如图所示,图中虚线表示等势面,过a、b两点的等势面电势分别为40 V和10 V,则a、b连线的中点C处的电势应( )A、肯定等于25 VB、大于25 VC、小于25 VD、可能等于25 V5、在电场里,一个电子从A点移到B点,电场力做功30 eV,已知B点的电势为110V,求A点的电势A、6、在电场中有甲、乙两点,甲=10 V,乙=5 V,将一电荷q=-210-11C从甲移到乙,则电场力做多少功?电势能如何变化?7、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a面某点由静止释放后,仅受电场力作用而运动,已知它经过b面时速率为v,则它经过c面时的速率是多大?bac8、将带电量为6lO-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了310-5J的功, 再从B移到C点, 电场力做了1、2lO-5J的正功,则 (1)A、C间的电势差UAC为多少? (2)电荷从A点移到B点,再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少?9、电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1、210-8 J,在B点的电势能为0、8010-8 J、已知A、B两点在同一条电场线上,如图所示,该点电荷的电荷量为1、010-9C,那么A、该电荷为负电荷B、该电荷为正电荷C、A、B两点的电势差UAB=4、0 VD、把电荷从A移到B,电场力做功为W=4、0 J10、AB连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从A点处自由释放,电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图象如图所示,比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小,下列说法中正确的是A、φA>φB,EA>EBB、φA>φB,EA<EBC、φA<φB,EA>EBD、φA<φB,EA<EB11、如图所示,在匀强电场中分布着A、B、C三点,且BC=20 cm、当把一个电荷量q=10-5 C的正电荷从A点沿AB线移到B点时,电场力做功为零、从B点移到C点时,电场力做功为-1、7310-3J,则电场的方向为_______,场强的大小为______、。
高中物理 第一章 第五节 《电势差》 导学案 新人教版选修
高中物理第一章第五节《电势差》导学案新人教版选修第五节《电势差》导学案____________【学习目标】1、能记住电势差的概念和表达式。
2、能推导静电力做功与电势差的关系,并能进行相关的计算。
【重点难点】静电力做功与电势差的关系的推导及相关计算。
【学法指导】先通过与高度、高度差的类比,让学生建立电势差的概念;再利用静电力做功与电势能的关系,推导静电力做功与电势差的关系,并进行相关计算。
【知识链接】1、静电力做功与重力做功的共同特点是:2、静电力做功与电势能变化的关系:静电力做正功,电势能;静电力做负功,电势能。
即:_____________________(写出关系式)【学习过程】知识点一:电势差问题1:如图空中两点A、B,B距地面高2cm,A、B间直线距离是5cm,水平距离是3cm,则A、B间的高度差是 cm。
现以竖直向下建立坐标轴,若取B点为坐标原点,A点坐标是 cm,A、B间的高度差是 cm;若取地面为坐标原点,则A点坐标是cm,B点坐标是 cm,A、B间的高度差是 cm。
A 由此可得:与坐标原点选取有关,但与坐标原点选取无关。
B__________________地面问题4:静电场和重力场有很多相同的地方,请你结合问题1以及课本第一自然段的内容,谈谈电势和电势差的区别。
知识点二:静电力做功与电势差的关系问题1:请你由电场力做功与电势能的关系,推导出静电力做功与电势差的关系式。
问题2:在问题1的关系式中:UAB 表示:_________________ WAB 表示:_______________q表示:_________________问题3:由关系式我们可得到静电力做功的特点是什么?(仔细阅读例题1,试着回答下列问题。
)问题4:在解答计算中,我们发现应用时要注意哪些细节?【知识应用】1、课本22面“问题与练习”第一题。
2、课本22面“问题与练习”第三题。
【归纳小结】【当堂检测】1、(A级)关于电势差的说法中,正确的是()A、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功B、1C电荷从电场中一点移动到另一点,若电场力做了1J的功,两点间电势差就是1VC、在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D、两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比2、(B 级)电势差,将的负电荷先后放在A点和B点,则()A、放在A点时电势能大B、放在B点时电势能大C、电荷从A点到B点,电势能将减少D、电荷从A点到B点,电场力做功【学习反思】【阅读材料】什么是跨步电压跨步电压是指电气设备发生接地故障时,在接地电流入地点周围电位分布区行走的人,,其两脚之间的电压。
电势差导学案
电势差【学习目标】1、掌握电势差的概念。
会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
2、通过类比法教学,使学生理解电势差的概念;应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。
3、培养对比学习的学习方法,培养逻辑思维能力。
学习方法指导:a )类比高度与高度差,进行思维迁移。
课前自学【基础知识自学】1.定义 电场中两点间 叫电势差,也叫 。
2.表达式 若电场中A 点的电势为φA ,B 点的电势为φB ,则它们之间的电势差可以表示成 或 。
3.强调 角标的顺序代表后面相减的顺序。
U AB 与U BA 之间有什么关系?4.变式 ①W AB =qU AB ,②W AB =q(φA -φB )5.正负 电势差是 (标量或矢量),当A 点的电势比B 点高时,U AB 为 (正值或负值),当A 点的电势比B 点低时,U AB 为 (正值或负值)。
6.练习 ⑴如图1所示的匀强电场,电场强度E=103N/C, 方向水平向右,一电量为2×10-6C 的点电荷由A 点移 动到B 点,AB=20cm , 求①U AB②若电荷电量变为-2×10-6C ,U AB 又为多少?③从计算中可以看出电势差的大小与检验电荷 ,与电场力的功 ,反映电场本身的性质,公式只是计算的一种方法。
(填有关或无关)⑵各点电势如图2所示,根据图中数据求 ①U AB 、U BA 、U BD 、U DB②一电量为2×10-6C 的点电荷由A 点移动到D 点,静电力做的功是图2多少?【基本规律自学】类比高度差,理解电势差的概念【自学质疑感悟】把不理解的知识点写在下面课上助学【自学学情反馈】小组合作检查学案完成情况。
【能力提升助学】1. 电势差与电势试比较图3和图4的数据,类比高度与高度差,高度与参考平面的选择 ,高度差与参考平面的选择 ,重力做功与参考平面的选择 (填有关或无关)电势与零势能位置的选择 ,电势差与零势能位置的选择 ,电场力做功零势能位置的选择 (填有关或无关)练习 在电场中把2×10-9C 的正电荷从A 点移动到B 点,静电力做功1.5×10-7J 。
§1.5 电势差 同步导学案
§1.5 电势差同步导学案【自主学习】1、你知道什么叫“类比”吗?所谓类比,就是将两个(或两类)研究对象进行对比,根据它们在某些方面有相同或相似的属性,进一步推断它们在其他方面也可能有相同或类似的属性。
“类比”法是一种科学的研究方法。
2、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似?3、电势能与重力势能对比后得到:结论:,电势能减小;电场力作负功(克服电场力做),。
静电力做的功等于电势能的减少量,公式4、电势定义:公式:变形得:。
【合作探究】5、电势差与电势的关系。
电势差定义:也叫。
设电场中A点的电势为,B点的电势为,电势差表示成也可以表示成显然1、电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示什么意义?2、电势的数值与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取有关吗?这与力学中学过的哪个概念相似?二、静电力做功与电势差的关系。
电荷q从电场中A点移到B点,静电力做功与电势差的关系。
W AB= = = =即或1、U AB由什么决定?跟W AB、q有关吗?2、W AB跟q、U AB有关吗?三、反思总结1、电势差和电势的概念。
2、电势差和电势的区别。
3、应用ABABqUW 计算时的注意事项。
【当堂检测】1、关于对U AB =W AB/q 和W AB = qU AB的理解,正确的是()A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比B、在电场中A、B两点移动不同的电荷,电场力的功W AB和电量q成正比C、U AB与q、W AB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系D、W AB与q、U AB无关,与电荷移动的路径无关2、关于电势差U AB和电势φA、φB的理解,正确的是()A、U AB表示B点与A点之间的电势差,即U AB = φB - φAB、U AB和U BA是不同的,它们有关系:U AB = -U BAC、φA、φB都有正负,所以电势是矢量D、零电势点的规定虽然是任意的,但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点【巩固与提升】1、有一个带电量q = -3.0×10-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6.0×10-4J,从B点移到C点时,电场力做功9.0×10-4 J。
1.5电势差导学案
§1、5 电势差导学案比别人多一点执着,你就会创造奇迹【学习目标】1.理解电势差的概念及其定义式qW U AB AB = 2.理解电势的概念,知道电势差和电势的关系B A AB U ϕϕ-=,知道电势差的值与零电势的选择无关.3.知道在电场中沿电场线的方向,电势越来越低.【重点难点】电势差的概念,电势能的改变与电场力做功的关系,电功计算。
课前预习单一、电势差问题1:电势有相对性、有正负,电势差呢?问题2:谈谈你对电势差的理解。
问题3. 说说电势差与电势的关系。
二、电势差与电场力做功的关系问题1:重力做功与运动路径无关,只与物体的重力和初末位置的高度差有关;请类比重力做功得出电场力做功的特点。
问题2:谈谈你对电势差公式的理解。
qW U AB AB =问题3:我们如何应用AB AB qU W =求电场力得功?问题4:说说电场力做功为正、负的判定方法:课中探究单例1.下列说法正确的是( )A .电势差与电势一样,是相对量,与零点的选取有关B .电势差是一个标量,但是有正值和负值之分C .由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关D .A 、B 两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以U AB =U BA例2.将一个电荷量为10-6 C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点,克服电场力做功2×10-6 J .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3 V ,则U DA =______.【知识小结】通过对重力场中的高度、高度差和电场中的电势、电势的差值进行类比,分析得出:1、电势差(1)定义:电场中两点间电势的差值,也叫电压。
用AB U 表示。
(2)公式:B A AB U ϕϕ-= 或 A B A B U ϕϕ-= ①所以有:AB U =-BA U ②注意:电势差也是标量,可正,可负。
电势差导学案
电势差导学案课前回顾:1.电势是个相对的物理概念,与零势能面的选择有关。
2.电势与电场线的关系:沿着电场线方向降低。
3.电荷在电场中的势能叫电势能:E p =q φ4.电势能与静电力做功的关系:W AB =E pA -E pB电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大。
学习目标:1.理解电势差的意义,会用计算并比较两点间电势高低 2.静电力做功与电势差之间的关系,会用 计算 3.理解电场力做功公式W AB =qU AB . 知识理解: 【知识点一】电势差 自主学习1.定义:电场中两点间电势的 叫做电势差,也叫电压 。
2.公式:U AB = ,U BA = 。
3.矢标性:电势差是 ,U AB 为正值,则A 点比B 点电势 ,U AB 为负值,则A 点比B 点电势 。
例1 关于电势差的下列说法中,正确的是( )A .电势差是一个绝对量,与零电势点的选取无关B .电势差是一个标量,没有正值和负值之分C .电势差是一个标量, U AB >0代表A 点电势比B 点电势高D .A 、B 两点的电势差是恒定的,不随零电势点的改变而改变,则U AB =U BA【知识点二】静电力做功与电势差的关系 自主学习1. 推导:W AB = = = 得:W AB =2. 关系:W AB = 或U AB =例2 对于电场中A 、B 两点,下列说法中正确的是( )A .电势差的定义式,说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比B .电势差的定义式,说明两点间的电势差U AB 与移动电荷的电荷量q 成反比C .把正电荷从A 点移到B 点电场力做正功,则有U AB >0D .电场中A 、B 两点间的电势差U AB 是由电场和两点位置决定,与W AB 和q 无关qWU AB B A =AB A B U ϕϕ=-qWU AB B A =qWU AB B A =例3 有一个带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服电场力做6×10-4 J的功,求:(1)A、B两点的电势差;(2)A、B两点哪点的电势高解:同步测控1.在图中,某电场的等势面用实线表示,各等势面的电势分别为10V、6V、-2V,则U AB= , U BC= ,U CA= 。
人教版物理1《电势差》导学案(含答案)
1.5 《电势差》导学案【提振信心】学而不思则罔,思而不学则殆;要学思恰当结合,才能掌握到位。
【上节目标检测】1、将带电量为1×10-8C的正电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服电场力做功1×10-6J,问:⑴电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?⑵A点的电势是多少?⑶若电场力可以把带电量为2×10-8C的电荷从无限远处移到电场中的A点,说明电荷带正电还是带负电?电场力做了多少功?(取无限远处为电势零点)【本节目标展示】1、理解电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关。
2、掌握两点间电势差的表达公式,知道两点间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系。
3、知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系,会应用静电力做功的公式进行相关的计算。
【本节目标探究及释疑】1、电势差(1)电势差是电场中两点间的电势的差值,即:U AB= 或U BA=显然U AB=-U BA(2)电场中某一点的电势,与选取的电势零点有关;而电场中两点间的电势差,与选取的电势零点。
(3)电势和电势差单位都是,符号,都有正负值,但都是量a. 电势的正负表示该点比电势零点的电势高或低;b. 电势差的正负表示电场中两点电势的高低。
说明:电势差也叫电压,在很多场合下电压不带正负号。
2 、电势差与电场力做功的关系(1)推导:电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中,电场力做的功W AB与两点间电势差U AB关系:(2)关系式:或[思考]U AB 由什么决定?由W AB 、q 决定吗?所以电势差反映了.3、应用AB AB qU W =计算时,相关物理量用正、负值代入,其结果:AB W >0,电场力做功;AB W <0,电场力做功(也可以说成物体克服电场力做功);AB U >0,表示A ϕB ϕ;AB U <0,表示A ϕB ϕ(比较A ϕ和B ϕ的高低)【本节目标训练及检测】(提示:应用AB AB qU W =计算时,注意各物理量用正负值代入。
《电势能 电势与电势差》 导学案
《电势能电势与电势差》导学案一、学习目标1、理解电势能、电势和电势差的概念。
2、掌握电势能、电势和电势差之间的关系。
3、能够运用相关知识解决简单的电场问题。
二、知识要点1、电势能(1)定义:电荷在电场中由于受到电场力的作用而具有的与其位置有关的能量叫做电势能。
(2)电场力做功与电势能变化的关系:电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
电场力做功的大小等于电势能的减少量。
2、电势(1)定义:电场中某点的电势等于该点与零电势点之间的电势能差与电荷量的比值。
(2)物理意义:描述电场能的性质的物理量,电势的高低反映了电场中该点的电势能相对于零电势点的大小。
3、电势差(1)定义:电场中两点间电势的差值叫做电势差。
(2)表达式:\(U_{AB}=\varphi_{A}\varphi_{B}\)三、重点难点1、重点(1)电势能、电势和电势差的概念。
(2)电势能与电场力做功的关系。
(3)电势差与电场强度的关系。
2、难点(1)电势能概念的理解。
(2)电势的相对性和电势差的绝对性。
四、知识讲解1、电势能想象一个电荷在电场中受到电场力的作用而移动。
当电场力对电荷做功时,电荷的电势能就会发生变化。
比如说,一个正电荷在电场中受到电场力的作用而从位置 A 移动到位置 B,如果电场力做正功,那么电荷在位置 B 的电势能就比在位置A 的电势能小;反之,如果电场力做负功,电荷在位置 B 的电势能就比在位置 A 的电势能大。
电势能的大小取决于电荷的电荷量和所在位置的电场。
2、电势为了更方便地描述电场中各点的性质,我们引入了电势的概念。
就好像高度描述了物体在重力场中的位置特性一样,电势描述了电荷在电场中的位置特性。
假设我们规定某一点为零电势点,那么电场中其他点的电势就可以通过与零电势点的电势能差和电荷量的比值来确定。
需要注意的是,电势的大小与所选取的零电势点有关,但两点之间的电势差与零电势点的选取无关。
3、电势差电势差是描述电场中两点之间电势差异的物理量。
高中物理选修3-1导学案第一章 5 电势差
5 电势差[学习目标] 1.理解电势差的概念,知道电势差与电势零点的选取无关.2.掌握电势差的表达式,知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系.3.会用U AB =φA -φB 及U AB =W ABq 进行有关计算.一、电势差1.定义:电场中两点间电势的差值,也叫电压.2.公式:电场中A 点的电势为φA ,B 点的电势为φB ,则U AB =φA -φB ,U BA =φB -φA , U AB =-U BA .3.电势差是标量,有正负,电势差的正负表示电势的高低.U AB >0,表示A 点电势比B 点电势高.4.单位:在国际单位制中,电势差与电势的单位相同,均为伏特,符号是V. 二、静电力做功与电势差的关系 1.公式W AB =qU AB 或U AB =W ABq. 2.U AB 在数值上等于单位正电荷由A 点移到B 点时静电力所做的功. [即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关.(×) (2)电势差是一个标量,但是有正值和负值之分.(√)(3)A 、B 两点的电势差是恒定的,与零电势点的选取无关,所以U AB =U BA .(×)(4)若电场中两点间的电势差U AB =1 V ,则将单位电荷从A 点移到B 点,电场力做功为1 J .(×) (5)将电荷量为q 的电荷从A 点移到B 点与将-q 从B 点移到A 点电场力所做的功相同.(√) 2.在某电场中,将一带电荷量为q =+2.0×10-9 C 的点电荷从a 点移到b 点,电场力做功W=-4.0×10-7 J ,则a 、b 两点间的电势差U ab 为________V.答案 -200一、电势差[导学探究]电场中A、B、C、D四点的电势如图1所示.图1(1)A、C及A、B间的电势差为多少?哪个较大?(2)若取D点电势为零,则A、B、C三点的电势为多少?A、C及A、B间的电势差为多少?通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点?答案(1)U AC=15 V,U AB=10 V,U AC>U AB(2)φA=18 V,φB=8 V,φC=3 V,U AC=15 V,U AB=10 V电势的大小与零电势点的选取有关,电势差的大小与零电势点的选取无关.[知识深化]1.对电势差的进一步理解(1)电势差反映了电场的能的性质,决定于电场本身,与试探电荷无关.(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关.2.电势和电势差的比较例1(多选)关于电势差U AB和电势φA、φB的理解,正确的是()A.U AB表示B点相对于A点的电势差,即U AB=φB-φAB.U AB和U BA是不同的,它们有关系U AB=-U BAC.φA、φB都可以有正、负,所以电势是矢量D.电势零点的规定是任意的,但人们通常规定大地或无穷远处为电势零点答案BD解析U AB表示A点相对于B点的电势差,U AB=φA-φB,A项错误;U BA表示B点相对于A 点的电势差,U BA=φB-φA,故U AB=-U BA,B项正确;电势是标量,正负号是相对于零电势点而言的,正号表示高于零电势点,负号表示低于零电势点,C项错误;零电势点理论上是可以任意选取的,但通常取无穷远处或大地为零电势点,D项正确.例2如图2所示,某电场的等势面用实线表示,各等势面的电势分别为10 V、6 V和-2 V,则U AB=______,U BC=________,U CA=________.图2答案012 V-12 V解析因A、B两点在同一个等势面上,故有φA=φB=10 V,φC=-2 V,所以U AB=φA-φB=10 V-10 V=0.B、C间的电势差为U BC=φB-φC=10 V-(-2)V=12 V.C、A间的电势差为U CA=φC-φA=-2 V-10 V=-12 V.1.对电势差要注意角标的排序,如:U AB=-U BA,U AB+U BC=U AC.2.若求某点的电势,必须明确规定零电势点在哪里,但两点间电势差的数值与零电势点的选取无关.二、静电力做功与电势差的关系[导学探究]在如图3所示的电场中有A、B两点,若选取无穷远处为零电势点,A、B两点的电势分别为φA、φB.图3(1)A、B两点的电势差U AB是多少?若把某电荷q从A移到B,电荷的电势能变化了多少?(2)根据电场力做功与电势能变化的关系,求电场力对该电荷做的功.答案(1)U AB=φA-φB电势能的变化量为ΔE p=E p B-E p A=q(φB-φA)(2)W AB=E p A-E p B=qφA-qφB=q(φA-φB)=qU AB[知识深化]1.公式U AB=W ABq或W AB=qU AB中符号的处理方法:(1)带正、负号进行运算:把电荷q的电性和电势差U的正负代入;功为正,说明静电力做正功,电荷的电势能减小;功为负,说明静电力做负功,电荷的电势能增大.(2)只将绝对值代入公式运算:计算时,q、U都取绝对值,算出的功也是绝对值,至于静电力做的是正功还是负功,可以根据电荷的正、负及电荷移动的方向与电场线方向的关系进行判断.2.公式W AB=qU AB适用于任何电场,其中U AB为电场中A、B两点间的电势差,W AB仅是电场力做的功,不包括从A到B移动电荷时其他力所做的功.例3有一个带电荷量q=-3×10-6C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做6×10-4 J的功,从B点移到C点,静电力对电荷做9×10-4 J的功,问:(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?(2)如以B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?答案 见解析解析 (1)解法一:先求电势差的绝对值,再判断正、负. |U AB |=|W AB ||q |=6×10-43×10-6 V =200 V , 因负电荷从A 移到B 克服静电力做功,必是从高电势点移到低电势点, 即φA >φB ,U AB =200 V.|U BC |=|W BC ||q |=9×10-43×10-6 V =300 V , 因负电荷从B 移到C 静电力做正功,必是从低电势点移到高电势点,即φB <φC ,U BC =-300 V. U CA =U CB +U BA =-U BC +(-U AB )=300 V -200 V =100 V. 解法二:直接取代数值求.电荷由A 移向B 克服静电力做功即静电力做负功, W AB =-6×10-4 J ,U AB =W AB q =-6×10-4-3×10-6 V =200 V. U BC =W BC q =9×10-4-3×10-6V =-300 V.U CA =U CB +U BA =-U BC +(-U AB )=300 V -200 V =100 V. (2)若φB =0,由U AB =φA -φB ,得φA =U AB =200 V. 由U BC =φB -φC ,得φC =φB -U BC =0-(-300) V =300 V. 电荷在A 点的电势能E p A =qφA =-3×10-6×200 J =-6×10-4 J. 电荷在C 点的电势能E p C =qφC =-3×10-6×300 J =-9×10-4 J. 针对训练 若将一个电荷量为2.0×10-10C 的正电荷,从零电势点O 点移到电场中M 点要克服电场力做功8.0×10-9 J ,则M 点的电势是________V ;若再将该电荷从M 点移到电场中的N 点,电场力做功1.8×10-8 J ,则M 、N 两点间的电势差U MN =________V .答案 40 90解析 由题意可知,将正电荷从O 点移到M 点电场力做功W OM =-8.0×10-9 J , U OM =W OM q =-8.0×10-92×10-10 V =-40 V ,又因U OM =0-φM =-40 V ,故φM =40 V ; 将该电荷从M 点再移至N 点电场力做功1.8×10-8 J ,则U MN =W MN q =1.8×10-82×10-10V =90 V.1.(电势差)下列说法正确的是( )A .电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压B .电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关C .U AB 表示B 点与A 点之间的电势差,即U AB =φB -φAD .A 、B 两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以U AB =U BA 答案 A2.(静电力做功与电势差的关系)(多选)对U AB =W ABq和W AB =qU AB 的理解,下列说法正确的是( )A .电场中A 、B 两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量q 成反比 B .在电场中A 、B 两点移动不同的电荷,电场力的功W AB 和电荷量q 成正比C .U AB 与q 、W AB 无关,与是否移动电荷也没有关系D .W AB 与q 、U AB 无关,与电荷移动的路径无关 答案 BC3.(静电力做功的计算)如图4所示为某静电场等势面的分布,电荷量为1.6×10-9 C 的正点电荷从A 经B 、C 到达D 点,则从A 至D ,电场力对电荷做的功为( )图4A .4.8×10-8 JB .-4.8×10-8 JC .8.0×10-8 JD .-8.0×10-8 J答案 B解析 U AD =φA -φD =-40 V -(-10) V =-30 V . 所以W AD =qU AD =1.6×10-9×(-30) J =-4.8×10-8 J.4.(电势差的计算)将一电荷量为-3×10-6 C 的负电荷从电场中的A 点移动到B 点,克服电场力做了3×10-5 J 的功,再将该电荷从B 点移动到C 点,电场力做了1.2×10-5 J 的功,则A 、C 间的电势差为多少?电荷从A 点移动到B 点再从B 点移动到C 点的过程中,电势能变化了多少?答案 6 V 增加了1.8×10-5 J解析 A 、B 间的电势差为:U AB =W AB q =-3×10-5-3×10-6 V =10 V B 、C 间的电势差为:U BC =W BC q =1.2×10-5-3×10-6V =-4 V所以有:U AC =U AB +U BC =10 V +(-4 V)=6 V ;电荷从A 点移动到B 点再从B 点移动到C 点的过程中,电场力做的功为: W AC =W AB +W BC =-3×10-5 J +1.2×10-5 J =-1.8×10-5 J 电场力做负功,电荷的电势能增加了1.8×10-5 J.一、选择题考点一 对电势差的理解1.对于电场中A 、B 两点,下列说法中正确的是( )A .电势差的定义式U AB =W ABq ,说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比,与移动电荷的电荷量q 成反比B .A 、B 两点间的电势差U AB 与移动电荷的电荷量q 无关C .把负电荷从A 点移到B 点电场力做正功,则有U AB >0D .电场中A 、B 两点间的电势差U AB 等于把正电荷q 从A 点移动到B 点时静电力做的功 答案 B解析 根据电势差的定义,电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点时静电力所做的功,仅由电场及两点的位置决定,与移动电荷的电荷量及做功的多少无关,故B 正确.2.(多选)下列关于电场的描述,正确的是( ) A .电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关 B .电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关 C .某点的电场强度大,则电势一定高D .同一点电荷在电场中任意两点间移动时,只要静电力做的功相同,那么两点间的电势差一定相同 答案 AD3.在某电场中,A 、B 两点间的电势差U AB =60 V ,B 、C 两点间的电势差U BC =-50 V ,则A 、B 、C 三点电势高低关系是( ) A .φA >φB >φC B .φA <φC <φB C .φA >φC >φB D .φC >φB >φA答案 C解析 因为U AB =φA -φB =60 V>0,所以φA >φB ,又U BC =φB -φC =-50 V<0,所以φB <φC ,又U AC =U AB +U BC =60 V +(-50 V)=10 V>0,所以φA >φC ,故φA >φC >φB ,选项C 正确. 考点二 静电力做功与电势差、电势能的关系4.(多选)如图1所示,B 、C 、D 三点都在以点电荷+Q 为圆心的某同心圆弧上,将一试探电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各点时,电场力做功大小比较( )图1A .W AB >W AC B .W AD >W AB C .W AC =W AD D .W AB =W AC答案 CD解析 点电荷的等势面为同心球面,故B 、C 、D 三点位于同一等势面上,故U AB =U AC =U AD ,将同一试探电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各点,由功的计算公式W =qU 可得电场力做功相同,故选C 、D.5.正点电荷电场中有A 、B 两点,将一电荷量q =+3.2×10-19C 的试探电荷从电场中的A点移至B 点,电场力做功W =+6.4×10-20J ,则A 、B 两点间的电势差U 等于( )A .0.5 VB .0.2 VC .5 VD .2 V答案 B解析 A 、B 两点间的电势差U =W q =6.4×10-203.2×10-19V =0.2 V ,故选B.6.图2中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面.一个电荷量为-5.0×10-8 C 的点电荷,沿图中曲线从A 点移到B 点,电场力做的功为( )图2A .-5.0×10-7 JB .5.0×10-7 JC .-3.5×10-6 JD .3.5×10-6 J答案 B解析 U AB =φA -φB =-10 V ,W AB =qU AB =5.0×10-7 J ,B 正确.7.在电场中将一带电荷量q =-1×10-9 C 的负电荷从B 点移至A 点时,克服电场力做功2×10-6 J ,将该电荷从A 点移至C 点,则需克服电场力做功3×10-6 J ,则BC 间的电势差大小为( ) A .5 000 V B .3 000 V C .2 000 V D .1 000 V答案 A解析 电荷由B 移到C ,电场力做功为W BC =W BA +W AC =-2×10-6 J -3×10-6 J =-5×10-6 J由U =W q 得:U BC =W BC q =-5×10-6-1×10-9V =5 000 V所以BC 间的电势差大小为5 000 V.8.(多选)电场中有A 、B 两点,一个点电荷在A 点的电势能为1.2×10-8 J ,在B 点的电势能为8.0×10-9 J .已知A 、B 两点在同一条电场线上,如图3所示,该点电荷的电荷量大小为1.0×10-9 C ,那么( )图3A .该电荷为负电荷B .该电荷为正电荷C .A 、B 两点的电势差U AB =4.0 VD .把该点电荷从A 移到B ,电场力做功为W AB =4.0×10-9 J答案 AD解析 电荷在A 点的电势能大于在B 点的电势能,将该点电荷从A 点移到B 点电场力做正功,所以该电荷一定为负电荷,且W AB =E p A -E p B =1.2×10-8 J -8.0×10-9 J =4.0×10-9 J ,故A 、D 正确,B 错误;U AB =W AB q =4.0×10-9-1.0×10-9V =-4.0 V ,故C 项错误.9.(多选)如果在某电场中将5.0×10-8 C 的电荷由A 点移到B 点,电场力做功为6.0×10-3 J ,那么( )A .A 、B 两点间的电势差是1.2×105 VB .A 、B 两点间的电势差是3.0×10-10 V C .若在A 、B 两点间移动2.5×10-8 C 的电荷,电场力将做3.0×10-3 J 的功D .若在A 、B 两点间移动1.0×10-7 C 的电荷,电场力将做3.0×10-17 J 的功答案 AC解析 A 、B 两点间的电势差U AB =W AB q =6.0×10-35.0×10-8 V =1.2×105 V ,故A 正确,B 错误;在A 、B 两点间移动2.5×10-8 C 的电荷时,A 、B 间的电势差不变.则电场力做功为W AB ′=q ′U AB =2.5×10-8×1.2×105 J =3.0×10-3 J ,故C 正确;在A 、B 两点间移动1.0×10-7 C 的电荷时,电场力做功为W AB ″=q ″U AB =1.0×10-7×1.2×105 J =1.2×10-2 J ,故D 错误.10.(多选)如图4所示,在a 点由静止释放一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子,粒子到达b 点时速度恰好为零,设a 、b 所在的电场线竖直向下,a 、b 间的高度差为h ,则( )图4A .带电粒子带负电B .a 、b 两点间的电势差U ab =mgh qC .b 点场强大于a 点场强D .a 点场强大于b 点场强答案 ABC解析 带电粒子由a 到b 的过程中,重力做正功,而粒子运动到b 点时动能没有变化,说明静电力做负功,又电场线竖直向下,故粒子带负电,A 正确.根据动能定理有:mgh -qU ab=0,解得a 、b 两点间电势差为U ab =mgh q,B 正确.带电粒子由a 运动到b 过程中,在重力和静电力的共同作用下,开始先加速运动,最后减速运动,因为重力为恒力,所以静电力为变力,且b 点处的静电力大于a 点处的静电力,由此可见b 点场强大于a 点场强,C 正确,D 错误.二、非选择题11.(静电力做功与电势差的关系)把带电荷量为2×10-6 C 的正点电荷从无限远处移到电场中A 点,要克服电场力做功8×10-8 J ,若把该电荷从无限远处移到电场中B 点,需克服电场力做功2×10-8 J ,取无限远处电势为零.求: (1)A 点的电势;(2)A 、B 两点的电势差;(3)若把2×10-5 C 的负电荷由A 点移到B 点电场力做的功. 答案 (1)0.04 V (2)0.03 V (3)-6×10-7 J 解析 (1)无限远处与A 点间的电势差U ∞A =W 1q =-8×10-82×10-6V =-0.04 V ,而U ∞A =φ∞-φA ,由题可知φ∞=0,则φA =0.04 V .(2)无限远处与B 点间的电势差U ∞B =W 2q =-2×10-82×10-6V =-0.01 V ,则U ∞B =φ∞-φB , 由题可知φ∞=0,则φB =0.01 V .则A 、B 两点的电势差为:U AB =φA -φB =0.04 V -0.01 V =0.03 V.(3)电场力做的功:W =q ′U AB =-2×10-5×0.03 J =-6×10-7 J.12.(静电力做功与电势差、电势能的关系)如图5所示,三条曲线表示三条等势线,其电势φC =0,φA =φB =10 V ,φD =-30 V ,将电荷量为q =1.2×10-6 C 的正电荷在该电场中移动.图5(1)把这个电荷从C 移到D ,静电力做功多少?(2)把这个电荷从D 移到B 再移到A ,电势能变化多少?答案 (1)3.6×10-5 J (2)增加了4.8×10-5 J 解析 (1)U CD =φC -φD =30 VW CD=qU CD=1.2×10-6×30 J=3.6×10-5 J. (2)U DA=φD-φA=-30 V-10 V=-40 VW DA=qU DA=1.2×10-6×(-40) J=-4.8×10-5 J 所以电势能增加了4.8×10-5 J.。
物理导学案15电势差
例1在某电场中的A 、B 间移动电量为q 的电荷时,电荷的电势能变化E∆跟电荷电量q 的比值为5.0V ,如果在A 、B 间移动电量为2q 的电荷时,AB 两点间电势差为多少?如果没有在AB 间移动电荷,这时A 、B 间电势差为多少?解析有同学可能错误地认为⑴AB 两点间电势差2.5V ⑵AB 间电势差0V产生错误的原因是没有真正理解电势能和电势差这两个不同概念的物理意义,错误地把电势差定义式U AB =qE ∆理解为电场中两点的电势差与被移动电量成反比。
又因为电势差在数值上等于移动单位电量(1C )电荷时电势能的改变量,所以移动2C 电量电荷时U 变为2.5V 。
其次错误地认为如果在AB 间没有电荷移动,则无电势能的改变(0=∆E )故AB间电势差为零,必须指出电场中两点的电势差反映电场本身的属性只要存在电场,沿电场线方向的两点间便存在电势差,这与在两点间是否移动电荷,以及电荷的电量大小无关。
所以题目中两种种情况电势差均为5.0V 。
例2如图所示,点电荷Q 形成电场,现把一个q =-2.0×10-8C 试探电荷由无穷远处分别移到电场中的A 、B 、C 三点,电场力做正功还是负功?若移动电荷分别做功为 6.0×10-7J 、4.0×10-7J 、1.0×10-7J ,以无穷远处为零电势点,这三点的电势分别为多少?若选择B 点为零电势点,这三点的电势又分别为多少?解析⑴负电荷受到的电场力方向与位移方向一致,故电场力做正功⑵设无穷远处与A 点的电势差为U ∞A ,则有U ∞A =87102100.6--∞⨯-⨯=q W A =-30V 而U ∞A =A ϕϕ-∞=-30V 由题意∞ϕ=0 所以A ϕ=30V同理可得B ϕ=20V C ϕ=5V⑶因为U AB =A ϕ-B ϕ=(30-20)V=10V若B ϕ=0,则A ϕ=U AB =10V ,同理C ϕ=-15V例3如图所示,在场强为E 的匀强电场中,一电子(电量为e ,质量为m )从电场中的A 点沿电场线方向以速度v 0运动,到达B 点是时速度为零,求:⑴A 、B 两点间电势差U AB 为多少?哪点电势高?⑵电子从A 点运动到B 点所用时间为多少?⑶A 、B 两点间距离为多大?解析⑴电子在电场中只受电场力,电场力做功,由动能定理得W AB =2022212121mv mv mv A B -=- A 、B 两点的电势差U AB =emv e mv q W AB 2212020=--= 因为U AB >0,所以A ϕ>B ϕ即A 点电势高⑵以v 0为正方向,从A 至B 设运动时间为t ,由动量定理得-Eet=0-mv 0t=Eem v 0 ⑶设A 、B 两点的距离为s ,由动能定理得-Ees=-2021mv 故 s=Eem v 220达标检测 A 类一、1、关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是:( )A 、电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定B 、电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定C 、电势差是矢量,电场力做的功是标量D 、在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零2、下列说法中正确的是:( ) A 、重力做功与路径无关,与移动物体的初末位置的竖直高度差有关,即W AB =mgh AB B 、静电场力做功与路径无关,与移动电荷的初末位置的电势差有关,即W AB =qU AB C 、重力对物体做正功,其重力势能能减少,做负功则重力势能增加D 、静电场力对正电荷做正功,正电荷电势能减少,对负电荷做正功,负电荷电势能减少3、正电荷在电场中沿某一电场线从A 到B ,此过程中可能出现的是:( )A 、电场力的大小不断变化B 、电场力的大小保持不变C 、电荷克服电场力做功D 、电荷的电势能不断减小4、如图所示,电场中有A 、B 两点,则下列说法中正确的是:( )A 、电势A ϕ>B ϕ,场强E A >E BB 、电势A ϕ>B ϕ,场强E A <E BC 、将+q 电荷从A 点移动到B 点电场力做正功D 、将-q 电荷分别放在A 、B 两点时具有的电势能E PA >E PB5、如图A 、B 为两等量异号电荷,A 带正电,B 带负电,在A 、B 连线上有a 、b 、c 三点,其中b 为连线的中点,ab=bc ,则:( )A 、a 点与c 点的电场强度相同B 、a 点与c 点的电势相同C 、a 、b 间电势差与b 、c 间电势差相等D 、点电荷q 沿A 、B 连线的中垂线移动,电场力不做功6、在静电场中,一个带电量q=2.0×10-9C 的负电荷从A 点移动到B 点,在这过程中,除电场力外,其他力做的功为4.0×10-5J ,质点的动能增加了8.0×10-5J ,则A 、B 两点间的电势差大小为:( )A 、2×10-4VB 、1×104VC 、4×104VD 、2×104V二、7、如图所示,在场强为E 的匀强电场中有相距为l 的A 、B 两点,连线AB 与电场线的夹角为θ,将一电量为q 的正电荷从A 点移到B 点,若沿直线AB 移动该电荷,电场力做的功W 1=;若沿路径ACB 移动该电荷,电场力做的功W 2=;若沿曲线ADB 移动该电荷,电场力做的功W 3=。
高中物理第一章静电场电势差导学案新人教选修
1.5 《电势差》学习目标1.理解电势差的概念;2.知道电势和电势差的关系;3.会计算点电荷在电场力作用下,从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功。
学习疑问学习建议【知识链接】1.静电力做功与电势能变化的关系?2.电势的定义式?【预学能掌握的内容】(查阅教材p20-21页完成下列问题)一、1、电势差:(又叫电压)(1)定义:;(2)定义式:ABU;(3)单位:符号:。
(4)矢标性:。
【合作探究一】电势差与电势的关系问题1:电势差U AB与U BA相同吗?问题2:电势差的正负表示什么意义?为2 V,有一个带电荷量为q=-1.0×108C的电荷,从A点沿不规则曲线路径移到B点,电场力做功为( )A.2.0×108 J B.-2.0×108 JC.1.60×107 J D.-4.0×108 J4.如图所示,在处于O点的点电荷+Q形成的电场中,试探电荷+q由A点移到B点电场力做功为W1,以OA为半径画弧交OB于C,再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2;由C点移到B点电场力做功为W3,则三次电场力做功的大小关系为( )A.W1=W2=W3<0B.W1>W2=W3>0C.W1=W3>W2=0D.W3>W1=W2=05.如图为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点,在这一运动过程中克服重力做的功为3.0 J,电场力做的功为2.0 J.则下列说法正确的是( )A.粒子带负电B.粒子在A点的电势能比在B点少2.0 JC.粒子在A点的机械能比在B点少1.0 JD.粒子在A点的动能比在B点多1.0 J6.一个带正电的质点,电荷量q=2×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力做功外,其他外力对质点做功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8×10-5J,求a、b两点的电势差U ab.【层次一】1.对U AB=1 V的正确理解是( )A.从A到B移动q C的正电荷,静电力做功1 JB.从A到B移动1 C的正电荷,静电力做功1 JC.从B到A移动1 C的正电荷,静电力做功1 JD.从A到B移动1 C的正电荷,静电力做功-1 J2.一个带正电荷的质点,电荷量q=2.0×10-9 C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除静电力做功外,其他力做功为6.0×10-5 J,质点的动能增加了8.0×10-5 J,则ab两点间电势差U ab为( )A.3.0×104 V B.1.0×104 V C.4.0×104 V D.7.0×104 V 3.万有引力可以理解为:任何有质量的物体都要在其周围空间产生一个引力场,而一个有质量的物体在其他有质量的物体所产生的引力场中都要受到该场的引力作用.这种情况可以与电场相类比,那么在地球产生的引力场中的重力加速度,可以与电场中下列哪种物理量相类比( ) A.电势B.电势能C.电场强度D.静电力4.在电场中,一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV,则以下说法中正确的是( ) A.电场强度的方向一定由b沿直线指向aB.a、b两点间电势差U ab=5 VC.电子的电势能减少5 eVD.电子的电势能减少5 J5.关于电势差的说法中正确的是( )A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时静电力所做的功B.1 C电荷从电场中一点移动到另一点,如果静电力做了1 J的功,这两点间的电势差就是1 V C.在两点间移动电荷时,静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D.两点间电势差的大小跟放入这两点的电荷的电荷量成反比6.(多选)如图所示,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即U ab=U bc,实线为一带正电的质点,仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知( )A.三个等势面中,a的电势最高B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大7.(多选)如图所示的匀强电场E的区域内,由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间,电场方向与面ABCD垂直,下列说法正确的是( )A.A、D两点间电势差U AD与A、A′两点间电势差U AA′相等B 带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,静电力做正功C 带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,电势能减小D 带电粒子从A点移到C′点,沿对角线A→C′与沿路径A→B→B′→C′静电力做功相同【层次二】8.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26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV,它的动能应为( )A.8 eV B.13 eVC.20 eV D.34 eV9.如图所示,为一组未知方向的匀强电场的电场线,把电荷量为1×10-6 C的负电荷从A点沿水平线移至B点,静电力做了2×10-6 J的功,A、B间的距离为2 cm,求:(1)匀强电场场强是多大?方向如何?(2)A、B两点间的电势差是多大?若B点电势为1 V,则A点电势是多大?电子处于B点时,具有多少电势能?10.如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点,质量为m、带电荷量-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知q≪Q,AB=h,小球滑到B点时的速度大小为3gh.求:(1)小球由A到B的过程中静电力做的功.(2)AC两点的电势差.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理 第一章第5节 电势差同步导学案
第5节电__势__差1.电势差是电场中两点间电势的差值,即U AB=φA-φB。
2.电势差有正、负,正、负号表示两点电势的高低关系,注意U AB=-U BA。
3.静电力做功与途径无关,只与电场中两点间的电势差有关,W AB=qU AB。
电势差[自学教材]1.概念电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压。
2.公式设电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,那么:A、B两点之间的电势差为:U AB=φA-φB。
B、A两点之间的电势差能够表示为:U BA=φB-φA。
因此U AB=-U BA。
3.电势差的正负电势差是标量,但有正、负。
电势差的正、负表示两点间电势的高低。
因此电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。
[重点诠释]1.电势差与电势的比较电势φ电势差U区别定义电势能与电荷量的比值:φ=E pq静电力做的功与电荷量的比值:U=Wq决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性相对量,与势能零点选取有关绝对量,与势能零点选取无关联数值关系U AB=φA-φB,当φB=0时,U AB=φA系标矢性 都是标量,但均有正、负 物理意义均是描述电场能的性质的物理量2.电势差和电场强度的对照电势差 电场强度定义式U AB =φA -φBE =Fq大小 数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时,电场力做的功 数值上等于单位电荷受到的力方向 标量,无方向正电荷的受力方向意义描述电场的能的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量1.在图1-5-1中,某电场的等势面用实线表示,各等势面的电势别离为10 V 、6 V 和-2 V ,那么U AB =________,U BC =________,U C A =________。
图 1-5-1解析:在题图中,A 、B 两点在同一等势面上,那么有φA =φB ,故U AB =10 V -10 V =0,B 、C 间的电势差为U BC =10 V -(-2 V)=12 V , C 、A 间的电势差为U CA =-2 V -10 V =-12 V 。
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第1.5《电势差》导学案
编写人:廖庆波 审核人:高一物理组
组号 组名 姓名
【学习目标】
1.理解电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关。
2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系。
(重点)
3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系,会应用静电力做功的公式进行计算。
(重点、难点)
【学法指导】
用类比的方法学习新的物理概念
【知识链接】
1.静电力做功的特点:静电力做功只与电荷在电场中的____________有关,与其_________无关。
2.静电力做功与电势能变化的关系式:__________________
电势能与电势的关系式:
3.电势与电场线的关系:沿电场线的方向,电势_________。
4.等势面与电场线的关系:(1)电场线跟等势面________
(2)电场线由_______的等势面指向_______的等势面。
【学习过程】
知识点一、电势差
1、定义:电场中两点间电势的______,叫电势差,也叫______。
(电势差是____量)
2、定义式:电场中任意两点的电势差_________AB U =或_________BA U =
A 、
B 两点电势差与B 、A 两点电势差之间关系:AB U BA U
3、电势差的正负: AB U 为正值表示A 点的电势比B 点____,即____A B ϕϕ;
AB U 为负值表示A 点的电势比B 点____,即____A B ϕϕ;
问题1.如图所示,图中实线为某电场的一条电场线。
已知6A V ϕ=,3B V ϕ=,0C ϕ= ① 此时,A 、B 两点的电势之差为:AB U =____V ;
B 、
C 两点的电势之差为: BC U =____V.
②若0B ϕ=,则___A ϕ=,___C ϕ=,则=AB U , =BC U . ③若0A ϕ=,则___B ϕ=,___C ϕ=,则=AB U , =BC U . 通过问题1的分析,可得: 电场中某点的电势与零电势点选取 ,
电场中任意两点的电势差与零电势点选取 。
(有
关、无关) ∙A ∙B ∙
C
知识点二、静电力做功与电势差的关系
问题2.如图所示,将一电荷q 从电场中的A 点移动到B 点,静电力做功W AB ,A 、B 两点的电势差为U AB ,试推导静电力做功与电势差的关系。
推导过程:电荷q 从电场中的A 点移动到B 点
由静电力做功与电势能变化的关系得:AB W =_____________ (1)
其中A 点的电势能:_____pA E =,B 点的电势能:_____pB E =
因为AB 两点的电势差为_______AB U = (2)
所以,联立(1)、(2)得:静电力做功与电势差的关系:______________或_____________
(以上两个表达式中,q 需代入正
负号)
问题3.请阅读《世纪金榜》P 14“电场力做功的求解”
(1)公式AB AB W qU =中,AB W 取正号表示从A 点移动到B 点时静电力对电荷做____功,AB U 取正号表示__A B ϕϕ,q 取正号表示放入电场中的电荷为____电荷;AB W 取负号表示从A 点移动到B 点时静电力对电荷做____功,AB U 取负号表示__A B ϕϕ,q 取负号表示放入电场中的电荷为____电荷
(2)静电力做功的求解方法:
①根据静电力做功与电势能变化的关系:即______________(适用于______电场)
②根据静电力做功与电势差的关系:即__________________(适用于______电场)
知识点三、应用
例题1、在某电场中,已知A 、B 两点产生的电势差U AB =20V ,q=-2×10-9C 的电荷由A 点移动到B 点,静电力做的功是多少?电势能是增加还是减少,增加或者减少多少?
例题2、在电场中把2.0×10-10C 的正电荷从A 点移到B 点,静电力做功1.5×10-9J 。
再把这个电荷从B 点移到C 点,克服静电力做功4.0×10-9J 。
试分析 ∙A ∙
B
(1)A 、B 、C 三点中哪点电势最高?哪点电势最低?
(2)A 、B 间,B 、C 间,A 、C 间的电势差各是多大?
(3)把-1.5×10-10
C 的电荷从C 点移到A 点,静电力做多少功?
【当堂检测】
1、一带电粒子在电场力的作用下沿图中曲线JK 穿过一匀强电场,a 、b 、c 、d 为该电
场的等势面,其中有a b c d ϕϕϕϕ<<<,若不计粒子的重力,可以确定
( )
A.该粒子带正电
B.从J 到K 粒子的电势能增加
C.该粒子带负电
D.粒子从J 到K 运动过程中的动能与电势能之和不变
2、如图1.5-2,回答以下问题:
(1)A 、B 哪点的电势比较高?负电荷在哪点的电势能比较大?
(2)负电荷由B 移动到A 时,静电力做正功还是负功?
(3)A 、B 两点的电势差U AB 是正的还是负的?U BA 呢?
3、在研究微观粒子时常用电子伏特(eV )做能量单位。
1eV 等于一个电子经过1V 电压加速后所增加的动能,那么,1eV 等于多少焦耳?
4、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-13.6 eV,-3.4 eV,-1.51 eV,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,(1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能)求:
(1)a、b、c三点的电势大小.
(2)a、b间,b、c间电势差的大小.。