高中物理 第1章 第5节 电势差课件 新人教版选修3-1
【物理】1.5 电势差 课件(人教选修3-1)
(2)若φB=0,由UAB=φA-φB
得φA=UAB+φB=200 V 同理φC=φB-UBC =0-(-300) V =300 V. 电荷在A点的电势能 EPA=qφA=-3×10-6×200 J
=-6×10-4J.
电荷在C点的电势能
EPC=qφC=-3×10-6×300 J =-9×10-4 J. 答案:(1)UAB=200 V UBC=-300 V UCA=100 V (2)φA=200 V φC=300 V EPA=-6×10-4 J EPC=-9×10-4 J
W 名师点拨:求解电场中两点间的电势差,根据公式 U q 计算 时,可把各物理量的数值及符号一并代入,也可代入绝对值,
然后根据题意再判断各物理量的正负.若知道各点电势可 根据定义来求两点间电势差要注意计算时各物理的角标要 对应,电场中各点电势差可依次用代数方法叠加,即:
UMN=UMA+UAB+UBC+…+UPN
､C两点的电势能分别为多少?
解析:电荷从A到B克服电场力做功,即电场力 做负功. WAB=-6×10-4 J UAB=
WAB 6 104 V 200V 6 q 3 10
4 W 9 10 UBC= BC V 300V 6 q 3 10
UCA=UCB+UBA =-UBC+(-UAB) =100 V.
答案:C
A.16 J
C.6 J
B.10 J
D.4 J
解析:由能量转化与守恒定律可得 q·φ3+Ek3=qφ, 根据题意相邻等势线间的电势差相等,φ2=0则有 φ1-φ2=φ2-φ3 由以上两式可得 q·φ3= 1 Ek3 2
则该电荷的电势能和动能的总和E=qφ3+Ek3=10 J
人教版选修3-1 第一章 第5节 电势差(共11张PPT)
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高中物理选修3-1
1.5 电 势 差
认识测电笔(电笔)
当电笔的两端间电压 达到一定值时，电笔内部 的氖泡便产生辉光，辉光 强弱与两端间电压有关， 电压越大，氖泡越亮。
螺丝刀式测电笔
实验探究
请同学们仔细观察电笔放置情况不 行于电场方向放置时： 不亮 亮
问题3：电势差和电势是同一个物理量吗？
静电力做功正负问题探究
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=-2.0×10-7C的电荷从A点移到B点， 是电场力做功还是克服电场力做功？做了多少功？
因此，知道了两点间的电势差，就可以很方便地计算 在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力 和电荷移动的路径。
你知道吗？
1、电势差 ：两点的电势之差，也叫电压 2、静电力做功与电势差的关系：
WAB qU A B
或 U AB
WAB （带符号） q
3、电势差UAB与q、WAB均无关，仅与电场中A、B两 位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。 4、电势差的单位：伏特 符号V 1V=1 J/C 5、电势差是标量，有正负之分。
U AB= - U BA
知识学练
在电场中，A、B两点间的电势差UAB=15V， B、C两点间的电势差UBC=-100V，则A、B、C 三点电势高低关系是什么样的？
问题2：知道了公式UAB=WAB/q，是否可以说UAB 与WAB成正比，与q成反比？
电场中两点间的电势差，由电场本 身的初、末位置决定，与WAB和q无关， 只可以利用WAB、q来计算UAB。
电笔水平放置，增大两金属板间距离时： 变暗
电笔水平放置，减小两金属板间距离时： 变亮
人教版高二物理选修3-1第一章静电场第5节电势差课件(共24张ppt)
=75V，A点电势比B点电势高75V。
CA点UU、BA电CBC间势WWqqBA的CB比电A1点422.势...5000电1111差0000=势7799：-2高U0A01C＝V2， 5UVAC。B＋点U电BC势＝比75+B(点-2电00势)＝高-210205VV。
2020/5/29
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3
7．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 静电力做的功与电荷量的
＝EP/q
比值U＝W/q
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 与势能零点选取有关 与势能零点选取无关
数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 联 标矢性 都是标量，但均有正、负 系
B．在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力做的功WAB与电 荷量q成正比
C．UAB与q、WAB无关，与是否移动电荷也没有关系 D．WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关
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2．下列说法正确的是( BC) A．电势差与电势样，是相对量，与零电势点的选取有关
B．电势差是一个标量，但有正、负之分
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4.电势差是标量，但有正值和负值。电势差的正值和负值表示 两点间电势的高低。例如：当A点电势比B点电势高时UAB为正值， UBA为负值。 5．电场中各点间的电势差可依次用代数法相加计算，例如： UAD=UAB+UBC+UCD。 6．选择不同位置作为电势零点，电场中某点电势的数值会改变， 但电场中某两点间电势差保持不变。
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物理：1.5《电势差》课件(新人教版选修3-1)
V ， V ， B 200 4、电场中A、B两点的电势是 A 800
把电荷 q 1.5 108 C 由A点移到B点，电场力做了多功？ 电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？
WAB qU AB
1.5 108 800 (200)J
1.5 105 J
WAB EPA EPB
EP q
WAB q A qB
WAB q( A B )
WAB qU AB
U AB W AB q
1、UAB由什么决定？与WAB有关吗？ 由电场本身的因素决定，与WAB、q无关。 2、WAB与UAB和q有关吗？ 有关，由UAB、q共同决定。
D．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零
AD 2、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、电场中两点间的电势差与零电势点的选 取有关 C、同一点电荷在电场中的不同点时，电荷 的电 势能较大处电势一定较高 D、同一点电荷在电场中任两点间移动时， 若电场力做功相同，则两点间的电势差相 同
(3)电势能变化法： WAB＝EpA－EpB。 (4)动能定理法： W 电场力＋W 其他力＝ΔEk。 [特别提醒] 用 WAB＝qUAB 求电场力做功时，不必考虑静电 力的大小和电荷移动的路径，对于静电力是变力时，也同样 适用。
用动能定理解决电场力做功问题
静电场中，带电粒子在电场力作用下从 电势为 φa 的 a 点运动至电势为 φb 的 b 点，若带 电粒子在 a、 b 两点的速率分别为 va、 vb，不计 q 重力，则带电粒子的比荷 为 ( m
φ1
φ2
φ3
E
静电场中的能量守恒 如图 1－ 5－ 3所示，虚线为静电场中的等 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的电势为零．一带正电的点电荷 在静电力的作用下运动，经过 a 、 b 两点时的动能 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时，它的动能应为( C ) A．8 eV C．20 eV B．13 eV D．34 eV
物理：1.5《电势差》课件(新人教版选修3-1)
+ + + + + -
N-
例题 在电场中把2.0×10－9C正电荷从A点移到B点，静 电力做功1.5×10－7J。再把这个电荷从B点移到C 点，克服静电力做功4.0×10－7J。 ⑴A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？ ⑵A、B间，B、C间的电势差各是多大？ ⑶根据以上所得结果，定性地画出电场分布的示 意图，标出A、B、C三点可能的位置。 ⑷把－1.5×10－9C的电荷从A点移到C点，静场的等势面如图所示,试画出电场线的大 致分布. ◆若以C点为零电势点,则 A点的电势为多少?D点 的电势为多少?A、D两 点的电势相差多少？ D ◆若以B点为零电势点，则 A点的电势为多少?D点 的电势为多少?A、D两 点的电势相差多少？
新概念 一、电势差 1、定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压 2、表示式： U AB A B 3、与试探电荷，电势零点的选择无关 3、正负表示相应两点电势的高低 4、电场力做功与初末位置的电势差有关。 判断电场中两点电势高低的第三 种方法，请回忆其余两种
③
电势差
①
电势高低
②
电场线方向
； 户外健身器材|室外健身器材|小区健身器材/ ；
无上级善王,多半也无法得到机会.寻常の善王,就更不可能了.而且,界碑世界内の凶兽虽是不能与混鲲兽相比,但也异常凶猛强悍,寻常善王根本不是其对手.”“那么……他们聚集在呐里做哪个?”鞠言心中疑惑.“哦,原来如此！”当鞠言更接近界碑之后,他就恍然明白了.呐些善王,原 来都是在呐里看热闹.由于,在巨大の黑色界碑上,有一些实事变化の信息显示.一个个名字,出现在界碑上面,而名字后面,都跟着一个数字.“那些名字,应该是进入了界碑世界の善王名字.而后面の数字,就是他们通过猎杀凶兽积累の黑月积分.”鞠言点了点头.“咦?那不是鞠言战申 吗?”界碑广场上,有人看到了鞠言,并且认了出来.鞠言扬名の事间虽然到现在不过千年の事间,但通过战申榜排位赛,很多人都认识了他.战申榜排位赛,那可是绝大多数国家の国尪和战申都亲临现场の.“鞠言战申?战申榜上の鞠言战申?”也有人没见过鞠言,只听过其名字.“嗯,就是呐 位鞠言战申,龙岩国战申,也是法辰王国名誉大公爵.”“鞠言战申来呐里做哪个?”“不知道,或许是想要进入界碑世界?”“现在进去有哪个用,呐都过去九百年事间了.距离黑月遗址开启,也就剩下一百年左右事间.”“是啊！就算是九百年前进入界碑世界,也未必能进入黑月积分榜前 拾,别说是现在才进入了.”“……”广场上の众多善王,开口议论着.有人说鞠言战申是要进入界碑世界猎杀凶兽获取黑月积分,有人觉得不是,由于没多少事间了.“鞠言战申,你怎会来此?”有一个著名尪国の战申,主动与鞠言打招呼.“俺要进入界碑世界.”鞠言回应对方.鞠言の话,令 众善王都微微一愣.“鞠言战申,你呐九百年事间里,都没获取任何黑月积分.现在进去,怕是来不及了.”那战申如此说道,他很委婉,其实他心中想の是你根本不可能获得足够の黑月积分.“嗯,也不是一定要获得足够多黑月积分.进入界碑世界,能够与里面の凶兽搏杀磨砺自身.”鞠言笑 了笑说道.当他说完呐句话,他便身影一闪,向着界碑飞行过去.鞠言の身体很快没入到界碑之中.界碑本身,就是世界入口の节点.“哈哈,说哪个进去是与凶兽搏杀磨砺自身,呐是当俺们是傻子啊！”有人大笑说道.“就是,如果真是想要与凶兽搏杀,那机会不多得是?呐界善中,凶兽太多了. 核心区域,多凶残可怕の凶兽都存在,他全部能够杀个痛快.”“只有百年事间,他能在里面获得多少黑月积分?”“……”善王们,谈笑起来.聚集在呐里の善王,几乎都是比较强大国家の人员,甚至有刚才与鞠言打招呼那样の著名尪国战申,还有一些顶级尪国の善王级修行者.不过即便他 们身份不一般,他们也不知道呐黑月遗址是直接被天庭所监视着.事实上,他们知道黑月遗址,却不能确定天庭の存在.第三零陆伍章寻踪第三零陆伍章寻踪(第一/一页)在暗混元空间,天庭是一个极其特殊の存在.它高高在上,甚至能够说是俯视着混元,但在寻常修行者中,天庭又没有哪个 存在感.便是那些著名尪国の国尪和战申,大部分也从未与天庭有过直接の交集.真正确定天庭存在の,在呐一届战申榜排位赛以前,可能也就是王国、顶级尪国和少部分著名尪国の高层人物.当然了,随着在本届法辰王国举办の战申榜排位赛中,接连有两位大王の现身,也是令得天庭呐个 组织开始浮现在人前.便连一些小国の国尪和战申,也知道了天庭并不是传说中才存在,现实中确实有一个叫天庭の地方.……鞠言接触巨大黑色石碑后,顿事感到一股吸历出现.由于早有准备,所以鞠言也没有抗拒呐股吸历.转瞬之后,鞠言便是来到了一个全新の环境.“呐,就是界碑世界 了吧！”鞠言申历流转,打量四周の环境.界碑世界内,不仅仅有凶悍无比の凶兽,还有其他进入此地の混元修行者.在呐里,必须保持谨慎和小心,一个大意,很可能就要葬送性命.入眼所能看到の,尽是高耸の善川,再仔细观察,可看到有蜿蜒の河流.参天大树,比比皆是.天空,则呈现为浅蓝 色.呐界碑世界,是一个环境优美の所在.只是,处身于呐环境优美の世界内,鞠言の心灵,却没有任何の轻松.“果然是呐样！”鞠言略微皱眉,摇了摇头.呐界碑世界,天地之间虽是灵气浓郁,但并无法则波动.法则是存在の,但修行者不能去感知,更无法调动.在呐里若是战斗,那与在死寂の 混元空间战斗比较相似.道法修行者,只能依靠自身の道法和申历与敌人搏杀,想要借助外界の道则历量,却是做不到了.在来此之前,仲零王尪对鞠言提到过呐一点.界碑世界,对道法修行者不够友好.然而,炼体修行者在呐里同样没哪个便宜.他们进入界碑世界,目の就是要猎杀呐里の凶兽 积累黑月积分,而凶兽与人类可不一样,几乎所有の凶兽,都拥有非常强大の体魄和防御能历.炼体修行者近距离与凶兽搏杀,也是极其凶险吃历の.倒是道法修行者,能够远距离の攻击凶兽,还能稍微安全一些.总之,在呐界碑世界内,道法和炼体修行者,都没有明显の优势.“现在,就找凶兽 猎杀吧！也看一看,呐里凶兽の实历到底有多强！”鞠言申念铺开,蔓延向空间の远端.……“看,鞠言战申の名字出现在界碑上了.”界碑之前,有人喊道.他指着界碑之上新显现出来の一个名字,正是鞠言の名字.鞠言名字后方の数字,此事是零.当修行者进入界碑世界后,其名字便
2015高中物理 第1章 第5节 电势差课件 新人教版选修3-1
5 WBC 4.5×10 UBC＝ q ＝ V＝－750 V， － －6×10 8
－
则 UAC＝UAB＋UBC＝(500－750)V＝－250 V。
答案：－250 V
答案：2×10－5 J
减少2×10－Байду номын сангаас J
则有
或者 显然
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？
表示两点电势高低
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？
无关 与重力势能相似
如何理解电势差与电势关系？
物理量 定义 区 别 决定因素 相对性 数值关系 联 系 单位 标矢性 物理意义 由电场和在电场中的 位置决定 与零势能点选取有关 ，当时， 相同，均是伏特（V），常用的还有kV ，MV等 都是标量，但均具有正负 均是描述电场能的性质的物理量 由电场和场内两点位置 决定 与零势能电选取无关 电势ϕ 电势能与电量的比值 电势差U 电场力做功与电量比值
3.电势能和电势的关系如何？它们是绝对量还是 相对量？
EPA A 它们都是相对量，与零势能点的选择有关。 q
对比下列各量 重力场 重力 重力势能 重力做功 电场 电场力 电势能
电场力做功
某点的高度 两点间高度差
某点的电势 ？？？
一、电势差与电势的关系
2. 设电场中 A 点的电势为 , B 点的电势为,
第一章 静电场
第五节 电势差
本节课首先在学生已有知识的基础上引导学生，提出 点势差的概念，再采用电场与重力场的类比，引用动画 等形式，对抽象的电场部分进行观察。用类比法研究电
场，给出电势差的定义，明确电场中两点间的电势差是
人教版高中物理选修3-1第一章1.5 电势差 课件
＝
Wab q
＝
2.0×10－5 2.0×10－9
V＝1.0×104
V.
答案： B
电势、电势差的计算
2、有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场 中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4 J，从 B点移到C点电场力做功9×10－4 J．问： (1)AB，BC，CA间电势差各为多少？ (2)如果以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？
(1)解法一：先求电势差的绝对值，再判断正、负．
|UAB|＝||WqAB||＝63× ×1100－ －46 V＝200 V 因负电荷从 A 移到 B 克服电场力做功，必是从高电势点 移向低电势点，即 φA＞φB，UAB＝200 V |UBC|＝||WqBC||＝93× ×1100－ －46 V＝300 V 因负电荷从 B 移到 C 电场力做正功，必是从低电势点移 到高电势点，即 φB＜φC，UBC＝－300 V. UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)
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两点间电势差φa－φb为( )
A．3×104 V
B．1×104 V
C．3×104 V
D．－1×104 V
解析： 严格按各量正、负代入公式求解：由 a 到 b 电
场力所做的功
Wab ＝ 2.0×10 － 5
J
，
φa
－
φb
＝
Uab
新课教学
• 重力做功的特点 重力做功与路径无关，仅跟物体的重力， 物体移动的两位置的高度差有关。对同一 物体，两位置的高度差越大，重力做功就 越多。只要高度差确定，移动同一物体重 力做功就相同.
【物理】1.5《电势差》精品课件(新人教版选修3-1)
WAB= -1.5×10-5 J
电势能增加，增加1.5×10-5J
例2、在如图所示的电场中，把点电荷
q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力 做功WAB=4×10-11J。B、A两点间的电势 差UBA等于多少？
UAB=2V
UBA -2V
场强和电势差的区别
1 ．电场强度 E 描述了电场具有力的性质， 电势差 U 描述了电场具有能的性质， E 是矢量，U是标量． 2．E和U描述电场的角度虽不同，但作为 反映同一电场的两个物理量，存在着一 定的联系．
一、电势差与电势的关系
1、电势差： 电场中两点间电势的差值，也叫电压 设电场中A点的电势为 A ，B点的电势为 B 则有 或者表示成 显然
U AB A B
U BA B A
U AB U B A
例如：
15V 5V
0 C
-3V D
A
B
设电场中A点的电势为 A ，B点的电势为 B 则有
U Ed
二、电场强度和电势差的关系
1、在匀强电场中，场强在数值等于沿场 强方向每单位距离上的电势差．
U Ed
2 、适用条件：匀强电场，而且沿着场强 的方向，即式中的d是沿场强方向两点间 的距离． 3、场强的单位V／m和N／C是一致的： 1V／m＝1N／C．
注意：在非匀强电场中，E和U 也有一定的关系，但不像在匀强电 场中的关系式那么简单．
U AB A B
2V 1V 0V -1V 3V 2V 1V 0V A B C D
E
电势和高度都具有相对性，与参考点的 选择有关，而高度差与参考点的选择无 关。
思考
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？ 表示电势的高低
人教版高中物理选修3-1第一章第五节《电势差》精品课件
WAB q
辨析判断
1.若电场中两点间的电势差UAB＝1 V，则将单位电荷从A 点移到B点,电场力做功为1J．( )
X
2．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．( )
√
3．电势差的定义式 U AB
WAB 说明两点间的电势差 q
UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反 比．( )
q＝－3×10－6C的点电荷，从电场中
合作学习
(1)
U AB
WAB 6 104 V 200 V 6 q 3 10
的A点移到B点时，克服电场力做功 6×10－4J．从B点移到C点电场力做 功9×10－4J.
（1）AB、BC、CA间电势差为多少？
U BC
WBC 9 104 V 300 V 6 q 3 10
3.单位：伏特（V）
4.标示性：标量;有正负，判断两点电势的高低。
注：电场中两点间的电势差是定值，与零电势点的选
取无关．
在重力场中,选取
的势能零点不同
时，对各点高度
的描述也会不同， 但是高度差不会 随着势能零点的 改变而改变。
典例精析
例1 列说法正确的是( A )
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. UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB＝φB－φA 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UAB＝UBA
（2）比较A、B、C三点的电势高低？(2) （3）根据以上结果，画出该匀强电 场的电场线和等势面，标出A、B、C 可能的位置。 （4）若B点电势为零，则A、C两点 的电势各为多少？ （5）电荷在A、C点的电势能？
人教版高中物理选修3-1第1章第5节电势差 (2)(共20张PPT)
跟踪练习2、关于匀强电场中的电势差与场强的 关系，正确的说法是
比较有关场强的三个公式:
E
F q
，
E
k
Q r2
，
E
U d
。
物理含义
引入过程
适用范围
E F q
Q E k r2
EU d
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电场强度E 描述了电场具有力的性质，电势差U 描述了电场具有能的性质，E 是矢量，U 是标量．E 和U 描述电场的角度虽不同，但作为反映同一电场
的两个物理量，一定存在着的联系．
电场力
F = qE
移动电荷q做功
电势能的变化
WAB=UABq
电场强度
（E）
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例2、下列说法正确的是 A．由公式U = Ed 得，在电场中两点间电势差 等于场强与两点间距离的乘积 B．由公式E = U/d得，在匀强电场中沿电场线 方向上两点间距离越大，电场强度就越小 C．在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和 这两点间距离的乘积 D．公式U = Ed只适用匀强电场
人教版高中物理选修3-1第一章第五节《电势差》课件
思考：哪些公式要求代符号,哪些不要求？
一个电荷量为 110 C的负电荷，在电场中
-5
A点的电势能为 为 3 10 J，
-3
5 10
-3
J， 在B点的电势能
则（1）A 、B点的电势分别为多少？
（2）AB间的电势差是多少？
-5
1．如图所示，是一个点电荷电场的电场线 (箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的 电势差大小为2 V，有一个带电荷量为 q＝－1.0×108 C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 J C． 1.60×107 J D． －4.0×108 J
词语接龙 雾里看花 -花言巧语 - 语重心长 -长此以往Δv a= t
v v2 - v1
你能接上多少公式呢？
思考 1
给你一个
U AB
?
EP q
WAB EPA EPB
F qE
W F d
WAB q U AB
• 一个带正电的质点，电荷量
决定 由电场和在电场中的 因素 位置决定
相对 有，与零势能点选取有 无，与零势能点选取无 性 关 关
电势φ
电势差U
数值 关系
UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA
单位 联 系 标矢性
相同，均是伏特(V)，常用还有kV，mV等
都是标量，但均具有正负
物理 意义
均是描述电场能的性质的物理量
课堂小结： 公 式
2 10 C，在静电
-9
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 10
-5
J，质点的
动能增加了 8 10-5 J，求a、b两点的电势差Uab．
高中物理 第1章 5电势差课件 新人教版选修3-1
5
合 作 探 究 · 重 难 疑 点
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解 题 技 巧 · 素 养 培 优
课 时 作 业
1
[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．(难点)
到 B 点，静电力做功为( )
A．2.0×10－8 J
B．－2.0×10－8 J
C．1.60×10－7 J
D．－4.0×10－8 J
图 1－5－3
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35
【解析】 由 WAB＝qUAB 得 WAB＝－1.0×10－8×2 J＝－ 2.0×10－8 J，故选项 B 正确．
【答案】 B
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【答案】 (1)200 －300 100 (2)200 300 －6×10－4 －9×10－4
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23
学生分组探究二 对公式 UAB＝WqAB和 WAB＝qUAB 的理解 (深化理解)
第 1 步 探究——分层设问，破解疑难 1．静电力做功与电势差有何关系？ 2．公式 UAB＝WqAB的适用范围？
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2
电势差
[先填空] 1．定义：电场中两点间 电势 的差值，也叫电压． 2．表达式：若 A 点电势为 φA，B 点电势为 φB.
则 UAB＝ φA－φB ；UBA＝ φB－φA .
3．单位： 伏特 ，符号 V .
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3
[再思考] 电势差由什么来决定？与电场中有无试探电荷是否有关？ 与零电势位置的选取有关吗？ 【提示】 电势差由电场中的两点位置来决定，与有无试探 电荷无关；与零电势的位置选取也无关．
人教版高中物理选修3-1第1章 静电场 第5节 电势差
第一章静电场5 电势差电势差与匀强电场1．如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2 cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为( )A．E＝100 V/m，竖直向下B．E＝100 V/m，竖直向上C．E＝100 V/m，水平向左D．E＝100 V/m，水平向右2.如图所示，在沿x轴正向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心，r为半径做逆时针转动，当OA与x轴正向成θ角时，O、A两点间的电势差为( )A．U OA＝ErB．U OA＝ErsinθC．U OA＝ErcosθD．U OA＝－Ercosθ3.如图所示，空间有平行于纸面的匀强电场．一电荷量为－q的质点(重力不计)．在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N，如图所示．已知力F和MN间夹角为θ，M、N间距离为d，则( )A．M、N两点的电势差为FdcosθqB．匀强电场的电场强度大小为F cosθqC．带电质点由M运动到N的过程中，电势能减少了FdcosθD．若要使带电质点由N向M做匀速直线运动，则F必须反向4.如图匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝2 3 m，已知电场线平行于△ABC所在平面，一个带电为2×10－6 C的负电荷由A移到B，电势能增加1.2×10－5 J，由B到C电场力做功6×10－6 J，下列说法正确的是( )A．B、C两点的电势差U BC＝3 VB．A点电势低于B点电势C．负电荷由C到A的过程中，电势能增加D．该电场的场强为1 V/m5.如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为E A、E B、E C，电势分别为ϕA、ϕB、ϕC，AB、BC间的电势差分别为U AB、U BC，则下列关系中正确的有( )A. ϕA＞ϕB＞ϕCB.E C＞E B＞E AC.U AB＜U BCD.U AB=U BC6.如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别φa=-50V,φb=-20V，则a、b连线的中点c的电势φc应为（）A．φc=-35VB．φc>-35VC．φc<-35VD．无法判断φc的高低7．如图所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把1.0×10－6 C的负电荷从A点沿水平线移到B点，静电力做了2.0×10－6 J的功．A、B两点间的距离为2 cm，问：(1)匀强电场的场强为多大？方向如何？(2)A、B两点间的电势差为多大？8.如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0，方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动．问：(1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？(2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大)类型一第一章 静电场电势差与电场力做功 1．如图所示，质量为m 、带电荷量为q 的粒子，以初速度v0从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B 点时，速率vB ＝2v0，方向与电场的方向一致，则A 、B 两点的电势差为( )A.q mv 220B.q mv 203C.q mv 202D.qmv 2322.一个带正电的质点，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 两点间的电势差U ab 为( ) A ．3.0×104V B ．1.0×104V C ．4.0×104V D ．7.0×104V 3.如图所示，a 、b 是某电场中电场线上的两点，将一点电荷q 从a 移到b ，电场力做功为W ，且a 、b 间的距离为d ，以下说法中正确的是( ) A ．a 、b 间的电势差为W/q B ．a 处的电场强度为E ＝W/qd C ．b 处的电场强度为E ＝W/qd D ．a 点的电势为W/q4．一电子飞经电场中A 、B 两点，电子在A 点电势能为4.8×10－17 J ，动能为3.2×10－17 J ，电子经过B 点时电势能为3.2×10－17 J ，如果电子只受电场力作用，则( )A ．电子在B 点时动能为4.8×10－17 J B ．由A 到B 电场力做功为100 e VC ．电子在B 点时动能为1.6×10－17 JD ．A 、B 两点间电势差为－100 V5．如图中，a 、b 、c 、d 、e 五点在一直线上，b 、c 两点间的距离等于d 、e 两点间的距离．在a 点固定放置一个点电荷，带电荷量为＋Q ，已知在＋Q 的电场中b 、c 两点间的电势差为U ，将另一个点电荷＋q 从d 点移动到e 点过程中，下列说法正确的是( )A ．电场力做功qUB ．克服电场力做功qUC ．电场力做功大于qUD ．电场力做功小于qU6.如图所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9C 的正电荷从A 经B 、C 到达D 点．从A 到D ，电场力对电荷做的功为( ) A ．4.8×10－8J B ．－4.8×10－8J C ．8.0×10－8J D ．－8.0×10－8J7.如图所示，一簇电场线的分布关于y 轴对称，O 是坐标原点，M 、N 、P 、Q 是以O 为圆心的一个圆周上的四个点，其中M 、N 在y 轴上，Q 点在x 轴上，则 ( )A.M 点的电势比P 点的电势高B.O 、M 间的电势差等于N 、O 间的电势差C.一正电荷在O 点时的电势能小于在Q 点时的电势能D.将一负电荷由M 点移到P 点，电场力做正功 8.为使带负电的点电荷q 在一匀强电场中沿直线匀速地由A 运动到B ，必须对该电荷施加一个恒力F ，如图所示，若AB=0.4 m ，α＝37°,q=-3×10-7C,F=1.5×10-4N ，A 点的电势U A =100 V.（不计负电荷受到的重力）（1）在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A 、B 两点的等势线，并标明它们的电势. （2）求q 在由A 到B 的过程中电势能的变化量是多少？9．如图所示，用长为l 的绝缘细线拴一质量为m 、带电荷量为＋q 的小球(可视为质点)后悬挂于O 点，整个装置处于水平向右的匀强电场E 中，将小球拉至悬线呈水平的位置A 后，由静止开始将小球释放，小球从A 点开始向下摆动，当悬线转过60°角到达位置B 时，速度恰好为零，求： (1)B 、A 两点的电势差UBA ；(2)小球到达B 点时，悬线对小球的拉力F T .计算匀强电场电势差时应注意什么？规律总结类型二10.如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10－7J，求：(1)匀强电场的场强E；(2)电荷从b移到c，电场力做的功W2；(3)a、c两点间的电势差Uac.11.如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点．现有一质量为m、电荷量为－q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑．已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为2gR.求：(1)小球滑至C点时的速度大小；(2)A、B两点间的电势差；(3)若以C点作为参考点(零电势点)，试确定A点的电势．12.如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，当小球静止在B点时，细线与竖直方向夹角θ=30°，问：(1)小球带电荷量多少？(2)若将小球拉到A点使细线呈水平状态，当小球由静止释放后，从A到B的过程，电场力对小球做功多少？(3)小球过最低点C时，细线对小球拉力多大？如何计算电场力做功？适用条件？规律总结5 电势差题型一电势差与匀强电场1、C2、C3、A4、D5、ABC6、B7、(1)200 V/m 方向沿直线由下而上(2)－2 V8、(1)正电荷mgdU(2)2v204g题型二电势差与电场力做功1、C2、B3、A4、ABD5、D6、B7、D8、(1)如图（2）4.8×10-5 J9、(1)3mgl2q(2)3mg10、(1)60 V/m (2)1.44×10－7 J (3)6.6 V11、(1)7gR (2)mgR/(2q) (3)－mgR/(2q)12、(1)Emg33(2)63mgL(3)3)329(mg参考答案第一章静电场。
人教版高中物理选修3-1第1章第5节电势差(共10张PPT)
是多少？
++ + + + + +
A
M
N
2020年8月8日星期六
B -- -- - - -
7
习题（☆）
3、把电场中一个电荷量为6×10-6C的负电荷从A点移到B点, 克服电场力做功3×10-5J。再将电荷从B点移到C点,电场力 做功1.2×10-5J ,求A与B、B与C、A与C间的电势差
2020年8月8日星期六
2020年8月8日星期六
6
习题（☆）
2、如图所示，上下两个平行金属板带等量异种电荷，它们
之间存在一匀强电场，如果B板接地（取大地的电势为0），
则A点的电势为8V，M点的电势为6V，N点的电势为2V，
MN两点的电势差是多少？如果改为A板接地，则B板的电
势是多少，M、N两点的电势各为多大？MN两点的电势差
2020年8月8日星期六
3
静电力做功与电势差的关系
UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？ 由电场本身的因素决定与WAB、q无关
WAB跟q、UAB有关吗？ 跟q、UAB都有关
2020年8月8日星期六
4
静电力做功与电势差的关系
应用公式
EP ,
q
U AB
WAB 时应注意各物理量都有符号
q
计算时可代入符号进行运算，结果的正负就说 明所求物理量的大小高低和正负，也可将各物理量均 取绝对值代入，然后再由题意分析判断两点间的电势 高低关系或其他问题。
电势差
2020年8月8日星期六
1
电势差
电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压
A
B
E
电场中两点之间的电势的差值与零电势点的选取有关吗？
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(2)讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点(两位置)的电势
差．A、B 间的电势差记为 UAB、而 B、A 间的电势差记为 UBA.
(3)电势差有正负，电势差的正负表示电场中两点电势的高低，
如 UAB＝－6 V．说明 B 点的电势比 A 点的电势高 6 V.
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3
4．电势与电势差的比较.
区别 联系
链 接
能的变化 ΔEp＝________；(4)把电荷量为－3×10－6 C 的电荷放在 A
点的电势能 EpA＝________.
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8
解析：(1)根据 W＝qU，则 A、B 间的电势差 UAB＝WqAB＝
－6×10－4 3×10－6
V＝－200 V．负号表示 A 点电势低于 B 点电势．
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11
►变式训练
1．在电场中A、B两点间电势差为UAB＝75 V，B、C两点间电
势差UBC＝－200 V，则A、B、C三点的电势高低关系为(C)
栏
目
A．φA＞φB＞φC
链
接
B．φA＜φC＜φB
C．φC＞φA＞φB
D．φC＞φB＞φA
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12
解析：UAB＝φA－φB＝75 V，则 φA＝75 V＋φB，故 φA＞φB.UBC栏
B、C 间的电势差为
栏
UBC＝10 V－(－2 V)＝12 V，
目
C、A 间的电势差为
链 接
UCA＝－2 V－10 V＝－12 V.
答案：0 12 V －12 V
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6
知识点二 电势差与静电做功关系
设电荷 q 在电场中从 A 移动到 B 时，静电力做的功为 WAB，则
栏
WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)，即
目
链
WAB＝qUAB 或 UAB＝WqAB.
接
公式适用于任何电场，计算时注意 W 和 U 的下标要对应．
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7
►尝试应用
2．带电荷量为＋3×10－6 C 的粒子先后经过电场中的 A、B 两点，
克服电场力做功 6×10－4 J，已知 B 点电势为 50 V，则(1)A、B 两点 栏
目
间的电势差 UAB＝________；(2)A 点的电势 φA＝________；(3)电势
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9
题型一 电势能、电势、电势差的关系
如右图所示，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？
栏
(2)负电荷由 B 移动到 A 时，静电力做正功还是负功？
目
链
(3)A、B 两点的电势差 UAB 是正的还是负的？UBA 呢？
接
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10
【审题指导】先从电场线的走势判断出A、B两点电势的高低，
目
＝φB－φC＝－200 V，则 φC＝φB＋200 V，故 φC＞φB，且 φC＞φA，链
接
故有 φC＞φA＞φB，C 项对．
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13
题型二 静电力做工的计算
如图所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C
的正电荷从A经B、C到达D点．从A到D，电场力对电荷做的功为
()
栏 目
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4
►尝试应用
1．如图，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 UAB＝____________，UBC＝__________，UCA
栏
＝__________．
目
链
接
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5
解析：在题图中，A、B 两点在同一等势面上，则有φA＝φB，
故 UAB＝10 V－10 V＝0，
链
＝(－40＋10)×1.6×10－9 J＝－4.8×10－8 J，A、C、D错误，B正 接
确．
答案：B
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15
►变式训练
2．把带电荷量2×10－8 C的正点电荷从无限远处移到电场中的A
点，要克服电场力做功8×10－6 J，若把该电荷从无限远处移到电场
再用公式Ep＝qφ、WBA＝qUBA、UAB＝φA－φB求解．
解析：(1)因为沿电场线方向电势降低，故φB＞φA.又q<0，由Ep
栏
＝qφ知，负电荷在A点的电势能大．
目
链
(2)因为φB＞φA，q<0，故WBA＝qUBA＝q(φB－φA)<0，即负电荷
接
由B到A过程中，静电力做负功．
(3)由于φB＞φA，故UAB＝φA－φB<0，UBA＞0. 答案：(1)B A (2)负功 (3)UAB是负的 UBA是正的
第5节 电 势 差
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1
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 栏
与这两点的电势高低之间的对应关系．
目 链
接
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．
链
接
A．4.8×10－8 J C．8.0×10－8 J
B．－4.8×10－8 J D．－8.0×10－8 J
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14
【审题指导】本题要抓住“电场力做功与电荷运动的路径无关，只
与电荷的起始位置有关．”这一关键，运用公式W＝qU解题．
栏
解析：从A到D，电场力对电荷做的功为W＝UADq＝(φA－φD)q 目
电势φ
电势差UAB＝φA－φB
①电场中某点的电势与零
电势点的选取有关(一般 ①电场中两点间的电势差
取无限远处或大地电势为 与零电势点的选取无关
零)
②电势差由电场和这两点 栏
②电势由电场本身决定， 间的位置决定
目
反映电场的能的性质
③绝对量
链
③相对量
④可正可负，标量
接
④可正可负，标量
①电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点 之间的电势差 ②电势与电势差的单位相同，皆为伏特(V)
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2
题型一 电势能、电势、电势差的关系
1．电势差：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压．
2．公式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA.
(1)电场中两点的电势差，由电场本身的初末位置决定．在确定
链
接
的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值．
栏 目
(2)UAB＝φA－φB，φA＝UAB＋φB＝(－200＋50) V＝－150 V.
链 接
(3)由于是克服电场力做功，电势能一定增加，且数量相同，即
ΔEp＝|WAB|＝6×10－4 J.(4)根据电势 φ＝Eqp，则 EpA＝qφA＝－ 3×10－6×(－150)J＝4.5×10－4 J.
答案：(1)－200 V (2)－150 V (3)6×10－4 J(4)4.5×10－4 J