2020-2021年高二物理电势能 电势差 人教版

合集下载

暑期备课笔记-高二物理第6讲:电势能、电势、电势差(教师版)

暑期备课笔记-高二物理第6讲:电势能、电势、电势差(教师版)

第6讲 电势能、电势、电势差(教师版)1.电势能 (1)电场力做功 ①特点:电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关. ②计算方法a .W =qEd ,只适用于匀强电场,其中d 为沿电场方向的距离.b .W AB =qU AB ,适用于任何电场.(2)电势能①定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功.②电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的减小量,即W AB =E p A -E p B =-ΔE p .2.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势,用φ表示.在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势时电场力所做的功 ,电势是标量 ,只有大小,没有方向,但有正负.(2)公式:φ=E p q(与试探电荷无关)(3)单位:伏特(V)(4)电势与电场线的关系:沿电场线方向电势降低.(电场线指向电势降低最快的方向)(5)零电势位置的规定:电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有 关,即电势的数值决定于零电势的选择.(大地或无穷远默认为零)3.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面.(2)等势面的特点①等势面一定和电场线垂直 .②等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷时电场力不做功 .③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.④电场线越密的地方,等差等势面越密.4.电势差(1).定义:电荷在电场中,由一点A 移到另一点B 时,电场力做功 与移动电荷的电荷量 的比值.(2).定义式:U AB =W AB q. (3).电势差与电势的关系:U AB = φA -φB ,U AB =-U BA .(4).影响因素:电势差U AB 由电场本身的性质决定,与移动的电荷q 及电场力做的功W AB 无关 ,与零电势点的选取无关 .例1.如图所示,a 、b 是电场线上的两点,将一点电荷q 从a 点移到b 点,电场力做功W ,且知a 、b 间的距离为d ,以下说法中正确的是( )A .a 、b 两点间的电势差为W qB .a 点的电场强度为E =W qdC .b 点的电场强度为E =W qdD .a 点的电势为W q解析: 由W =qU 和U =W q,且a 点的电势比b 点的高,所以A 项正确;由于不知该电场是否是匀强电场,电场力可能不为恒力,所以B 项错,C 项错;题中没有指明零电势点,所以D 项错.答案: A例2..电场中有A 、B 两点,一个点电荷在A 点的电势能为1.2×10-8J ,在B 点的电势能为0.80×10-8 J .已知A ,B 两点在同一条电场线上,如上图所示,该点电荷的电荷量为1.0×10-9 C ,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U AB =4.0 VD .把电荷从A 移到B ,电场力做功为W =4.0 J解析: A 点的电势能大于B 点的电势能,从A 到B 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 -0.80×10-8 J =0.40×10-8 J ,故A 项正确而D 项错误;U AB =W AB q =0.4×10-8-1.0×10-9V =-4.0 V ,所以C 选项错误.正确答案为A. 答案: A例3.如下图所示,一电场的电场线分布关于y 轴(沿竖直方向)对称,O 、M 、N 是y 轴上的三个点,且OM =MN .P 点在y 轴右侧,MP ⊥ON .则( )A .M 点的电势比P 点的电势高B .将负电荷由O 点移动到P 点,电场力做正功C .M 、N 两点间的电势差大于O 、M 两点间的电势差D .在O 点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y 轴做直线运动解析: 在静电场中,沿着电场线方向,电势降低,A 项正确;负电荷在电场中受力方向与电场线的切线方向相反,故由O 向P 运动时,电场力做负功,B 项错;由电场线的疏密程度可知,OM 段的任意点场强均大于MN 段任意点场强,故移动同一正电荷在OM 段和MN 段间运动,电场力在OM 段做功较多,故OM 两点间电势差大于MN 两点间电势差,C 项错;根据电场线关于y 轴对称,故y 轴上场强方向处处沿y轴正方向,故静电荷受力始终沿y 轴正方向,故粒子做直线运动,D 项正确.答案: AD例4.如图6-2-2所示,正点电荷Q 产生的电场中,已知A 、B 间的电势差为U ,现将电荷量为q 的正点电荷从B 移到A ,则( ).A .外力克服电场力做功QU ,电势能增加qUB .外力克服电场力做功qU ,电势能增加QUC .外力克服电场力做功qU ,电势能增加qUD .外力克服电场力做功QU ,电势能减少QU解析:本题考查电场力做功的计算,电场力做功和电势能的变化关系等知识点.根据顺着电场线的方向,电势依次降低,可知U BA <0,那么正点电荷从B移动到A 过程中,电场力做功为W =qU BA <0,表示外力克服电场力做功qU ,电场力做负功,则电荷的电势能增加qU .答案:C例5.(2011·湖北宜昌高三检测)如图6-2-3所示是一个匀强电场的等势面,每两个相邻等势面相距2 cm ,由此可以确定电场强度的方向和数值是( ).A .竖直向下,E =100 V/mB .水平向左,E =100 V/mC .水平向左,E =200 V/mD .水平向右,E =200 V/m解析:由电势降低最快的方向就是电场强度的方向以及电场线与等势面垂直的特点可知,电场强度方向水平向左,又由E=U d 得E = 2 V 2×10-2 m=100 V/m.故B 正确. 答案:B例6.如图所示,固定于同一条竖直线上的A 、B 是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q 和-Q ,A 、B 相距为2d .MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p ,质量为m 、电荷量为+q (可视为点电荷,不影响电场的分布.)现将小球p 从与点电荷A 等高的C 处由静止开始释放,小球p 向下运动到距C 点距离为d 的O 点时,速度为v .已知MN 与AB 之间的距离为d ,静电力常量为k ,重力加速度为g .可知( ).A .C 、O 间的电势差U C O =mv 22qB .由等量异种电荷电场分布的特点知UC O =UD OC .小球p 经过O 点时的加速度a =2kQq2md2-g D .小球p 经过与点电荷B 等高的D 点时的速度v D =2v解析:本题考查等量异种电荷电场特点和电场力做功.小球由C 运动到O 过程,只有重力和电场力做功,应用动能定理分析可解,故A 选项错误;由等量异种电荷电场特点,可知C 、O 、D 三点电势逐渐降低,U C O =U OD ,故B 选项错误;对小球在O 点进行受力分析,求合力,根据牛顿第二定律可得加速度a =2kQq 2md2+g ,故C 选项错误;由C 到D 根据动能定理分析可解,可知D 选项正确.答案:DA1、如图1所示,A 、B 是电场中两点,一个带负电的点电荷Q 在A 点所受的电场力要比它在B 点所受的电场力 ,该负电荷在A 点的电势能要比它在B 点的电势能 .2.图1中A 点的电场强度要 B 点的电场强度,A 点的电势要 于 B 点的电势.3.如图2所示,a 、b 、c 是某电场中一条电场线AB 上的图1A a b c B图2BA C E三点,且Aa=ab=bc=cB,用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示三点的电势和电场强度大小,若该电场是匀强电场,则φa、φb、φc的大小关系为,E a、E b、E c的大小关系为;4.图2中若该电场是A处的点电荷产生的,则φa、φb、φc的大小关系为,E a、E b、E c的大小关系为;5.图2中,若该电场是B处的点电荷产生的,则φa、φb、φc的大小关系为,E a、E b、E c的大小关系为;6.图2中,若A、B处分别为两个等量异种电荷,则φa、φb、φc的大小关系为,E a、E b、E c的大小关系为B7、如图所示,在匀强电场中有A、B两点,将一电量为q的正电荷从A点移到B点,第一次沿直线AB移动该电荷,电场力做功为W1;第二次沿路径ACB移动该电荷,电场力做功W2;第三次沿曲线AB移动该电荷,电场力做功为W3,则 ( )A.W1>W2>W3 B.W1<W3<W2C.W1= W2 = W3 D.W1= W2<W38.如图41所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是( )A.放上+q时,它们的电势能E PA>E PB>E PCB.放上+q时,它们的电势能E PA<E PB<E PCC.放上-q时,它们的电势能E PA>E PB>E PCD.放上-q时,它们的电势能E PA<E PB<E PC9.如图,是某电场中的一条直电场线,一电子(重力不计)从a点由静止释放,它将沿直线向b点运动,则可判断( ) A.该电场一定是匀强电场B.场强E a一定小于E bC.电子具有的电势能E Pa一定大于E Pb D.两点的电势φa一定低于φb10.如图所示,Q是带正电的点电荷,P和P为其电场中的两点.若E1、E 2为P1、P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2为P1、P2两点的电势,则 ( )A.E1 > E2,φ1>φ2B.E1> E2,φ1<φ2a bC .E 1< E 2,φ1>φ2D .E 1< E 2,φ1<φ211.关于电场中的电场线,下列说法正确的是( )A.带正电的点电荷在电场力作用下,运动的轨迹和电场线重合B.沿电场线方向电场强度逐渐减小C.沿电场线方向电势逐渐降低D.电荷沿电场线方向运动,电势能减少12.下列说法中,正确的是( )A.当两个正点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大B.当两个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大C.一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力减小,它们的电势能也减小C13.关于电势的高低,下列说法正确的是 ( )A .沿电场线方向电势逐渐降低B .电势降低的方向一定是电场线的方向C .正电荷在只受电场力作用下,一定向电势低的地方运动D .负电荷在只受电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方运动14.下列关于电场性质的说法,正确的是 ( )A .电场强度大的地方,电场线一定密,电势也一定高B .电场强度大的地方,电场线一定密,但电势不一定高C .电场强度为零的地方,电势一定为零D .电势为零的地方,电场强度一定为零15.在电场中,已知A 点的电势高于B 点的电势,那么 ( )A .把负电荷从A 点移到B 点,电场力做负功B 把负电荷从A 点移到B 点,电场力做正功C .把正电荷从B 点移到A 点,电场力做负功D 把正电荷从B 点移到A 点,电场力做正功16.如图所示,P 、Q 是两个电荷量相等的正点电荷,它们连线的中点是O ,A 、B 是中垂线上的两点,OA<OB ,用A E 、B E 、A ϕ、B ϕ分别表示A 、B 两点的场强和电势,则( )A .A E 一定大于B E ,A ϕ一定大于B ϕB .A E 不一定大于B E ,A ϕ一定大于B ϕC .A E 一定大于B E ,A ϕ不一定大于B ϕD .AE 不一定大于B E ,A ϕ不一定大于B ϕ17.如图所示,将带正电的粒子从电场中的A 点无初速地释放,不计重力的作用,则下列说法中正确的是 ( )A.带电粒子一定做加速直线运动B.带电粒子的电势能一定逐渐增大C.带电粒子的加速度一定越来越小D.带电粒子的加速度一定越来越大18.将带电量为6×10-6C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点,克服电场力做了3×10-5J 的功,再从B 移到C ,电场力做了1.2×10-5J 的功,则(1)电荷从A 移到B ,再从B 移到C 的过程中电势能共改变了多少?(2)如果规定A 点的电势能为零,则该电荷在B 点和C 点的电势能分别为多少?(3)如果规定B 点的电势能为零,则该电荷在A 点和C 点的电势能分别为多少?参考答案:A: 1.大,小; 2.大,大; 3.φa >φb 》>φc ,Ea=Eb=Ec 4.φa >φb >φc Ea>Eb>Ec5.φa >φb >φc Ea<Eb<Ec6.φa >φb》>φc Ea=Ec>Eb 。

2020_2021学年新教材高中物理第2章电势能与电势差5.1实验观察电容器的充放电

2020_2021学年新教材高中物理第2章电势能与电势差5.1实验观察电容器的充放电

()
【解析】选A。开关接1时,平行板电容器充电,上极板与电源正极相连而带正 电,A对,B错;开关接2时,平行板电容器放电,放电结束后上、下极板均不带电,C、 D错。
角度2 数据处理
【典例2】电流传感器可以像电流表一样测量电流,不同的是反应比较灵敏,且
可以和计算机相连,能画出电流与时间的变化图像。图甲是用电流传感器观察
第5节 科学探究:电容器 第1课时 实验:观察电容器的充、放电
必备知识·自主学习
一、实验目的 1.观察电容器在充电和放电过程中,两极板间电压和电路中电流的变化。 2.判断电容器在充电和放电过程中,两极板储存电荷量的变化。 二、实验器材
电解电容器、直流电源、_电__流__计__、_电__压__表__、电阻、_单__刀__双__掷__开__关__、导 线。
类型二 创新型实验 【典例3】发光二极管具有单向导电性,当发光二极管接正向电压时,二极管导 通并发光;接反向电压时,二极管不导通也不发光。如图所示,连接电路,将开关 分别拨到位置“1”和位置“2”,哪个二极管会发光?请解释观察到的现象。
【解析】开关拨到位置“1”时,发光二极管D2亮;开关拨到位置“2”时,发光二 极管D1亮。 因为开关拨到位置“1”时,电容器充电;开关拨到位置“2”时,电容器放电。 答案:见解析。
根据横轴与纵轴的数据可知,一个格子的电荷量为8×10-5 C,大于半格算一个,
小于半格舍去,图像所包含的格子个数为38,所以释放的电荷量为Q=8×10-5 C
×38=3.04×10-3 C。
根据电容器的电容C= Q 可知,C= 3.04103 F≈5.07×10-4 F=507 μF。
U
6
答案:3.04×10-3 507
【创新评价】 (1)实验器材创新:用发光二极管代替电流表。 (2)实验思路创新:用发光二极管是否发光来判断充放电电流的方向。

新课程人教版高中物理选修31电势电势差和电势能的知识点

新课程人教版高中物理选修31电势电势差和电势能的知识点

新课程人教版高中物理选修31电势电势差和电势能的知识点一.电势():A1、定义:电场中某点A的电势,等于A 点与零电势点间的电势差,也等于将单位正电荷从A点移到零电势点过程中电场力做的功。

2、电势是电场本身具有的属性,与试探电荷无关。

3、零电势点可以自由选取,一般选取无穷远或大地为零电势点;电场中某点的电势具有相对性(相对选取的零电势点)。

4、沿着电场线的方向,电势降低(最快);电势降低的方向不一定就是电场线的方向。

5、电势与场强没有直接关系:电势高的地方,场强不一定大;场强大的地方,电势不一定高。

6、电场强度的大小表示电势变化的快慢。

7、电势是标量,正负表示大小。

8、电势的单位:伏特(V)9、等势面:电势相等的点构成的面。

(要了解各种特殊电场中等势面的特点) a 、同一等势面上各点的电势相等 b 、等势面一定垂直于电场线c 、在同一等势面上的两点间移动电荷,电场力做功为零d 、电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面e 、任意两等势面不相交f 、等差等势面越密集的地方场强越大(等差等势面:相邻等势面间的电势差不变)二. 电势差(ABU ):1、定义:电场中两点电势的差值。

B A AB U ϕϕ-=A B BA U ϕϕ-=AB AB U U -=2、电势差是标量,正负表示初末点电势的高低。

3、电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。

4、电势差的单位:伏特(V )5、电势差是电场本身具有的属性,与试探电荷无关。

三. 电势能(A P E ):1、定义:电荷处于电场中某点具有的势能。

(电势能是电场和电荷共同具有的)2、q E A PA ϕ=(正电荷在电势越高的地方,电势能越大;负电荷在电势越高的地方,电势能越小)3、电势能是标量,正负表示大小。

4、电势能的单位:焦耳(J )5、电荷处于电场中某点时,具有的电势能有相对性(相对选取的零电势点);电势能的变化量与零电势点的选取无关。

6、电场力做功与电势能变化量的关系: A B A PB PA PA PB P AB q q q E E E E E W -=-=-=--=∆-=()(ϕϕϕϕa 、电场力做功与路径无关,与初末位置的电势差有关。

人教版高中物理选修课件(提高)电势能电势和电势差

人教版高中物理选修课件(提高)电势能电势和电势差

人教版高中物理选修3课-1件课(件提:高()提电高势3能)电 势和能电、 势电差势和 电势差( 共24张 PPT)
人教版高中物理选修3课-1件课(件提:高()提电高势3能)电 势和能电、 势电差势和 电势差( 共24张 PPT)
习题讲解
力电综合问题 如图所示,ABD 为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中 AB 段是水平的,BD 段为半径
QБайду номын сангаас
P P1 P2
r
r1 r2
人教版高中物理选修课件(提高)电 势能电 势和电 势差
人教版高中物理选修3课-1件课(件提:高()提电高势3能)电 势和能电、 势电差势和 电势差( 共24张 PPT)
习题讲解
带电粒子在电场中运动情况的判断
如图所示,一电场的电场线分布关于 y 轴(沿竖直方向)对称,O、M、N 是 y轴上的
R=0.2m 的半圆,两段轨道相切于 B 点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大 小 E=5.0×103V/m.一不带电的绝缘小球甲,以速度 v0沿水平轨道向右运动,与静止在 B 点带正电的小球乙发生弹性碰撞.已知甲、乙两球的质量均为 m=1.0×10-2Kg,乙所带 电荷量 q=2.0×10-5C,g 取 10 m/s2 .(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个 运动过程无电荷转移)
高中物理
课程名称
电势能、电势和电势差
知识讲解
考点一、电场力做功与电势能
1、电场力做功
(1)特点:电场力做功与电荷移动的
末位置的
和被移动电荷的
无关,只取决于初、 .
(2)电场力做功的表达式:WAB=(φA-φB)·q=UAB·q
人教版高中物理选修课件(提高)电 势能电 势和电 势差

高二物理人教版选修3-1第一章 5 电势差

高二物理人教版选修3-1第一章 5 电势差

取有关
无关
数值关系 联 单位
UAB=φA-φB,当 φB=0 时,UAB=φA 相同,均是伏特(V),常用还有 kV、mV 等
系 标量性
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
探究一
探究二 当堂检测
问题探究 名师精讲 典例剖析
【例题1】 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,从B点移到C点,电 场力对电荷做9×10-4 J的功,问:
势点,即 φB<φC,UBC=-300 V。 UCA=UCB+UBA=-UBC+(-UAB)=300 V-200 V=100 V。
探究一
探究二 当堂检测
问题探究 名师精讲 典例剖析
解法二:直接代入数据求。
电荷由 A 移向 B 克服电场力做功即电场力做负功,
WAB=-6×10-4 J,
UAB=������������������������
5 电势差
核心素养培养目标
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 UAB=φA-φB 及 UAB=WqAB 进行有关计算
核心素养思维导图
知识自学
自我检测
阅读教材第20~21页“电势差”一节,知道什么叫电势差,理解电势 差和电场力做功之间的关系。
(2)6.0×10-7 J 6.0×10-7 J 电势能减少 6.0×10-7 J
探究一
探究二 当堂检测
问题探究 名师精讲 典例剖析
(1)静电力做功与路径无关,只与始、末两点的位置

2020_2021学年新教材高中物理第2章电势能与电势差2电势与等势面

2020_2021学年新教材高中物理第2章电势能与电势差2电势与等势面

【解析】选C、D。根据电场力做功和电势能变化的关系,不管是对正电荷做功还 是对负电荷做功,只要电场力做正功电势能就减少,只要电场力做负功电势能就 增加。但是正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势 高处具有的电势能多,负电荷在电势低处具有的电势能多。所以选项C、D正确。
2.(多选)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φA>φB,场强EA>EB B.电势φA>φB,场强EA<EB C.将+q从A点移到B点,电场力做了正功 D.将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB
q
2.电势高低的判定方法: (1)根据电场线判断:沿着电场线的方向电势降低。 (2)根据电场力做功和电荷电势能的变化判断: ①在两点间移动正电荷:如果电场力做负功,电势能增加,电势升高;如果电场力 做正功,电势能减少,电势降低。 ②在两点间移动负电荷:如果电场力做负功,电势能增加, 电势降低;如果电场 力做正功,电势能减少,电势升高。 ③根据场源电荷的电场来判断。在正电荷产生的电场中,离它越近电势越高;在 负电荷产生的电场中,情况恰好相反。
第2节 电势与等势面
必备知识·自主学习
一、电势 在电势越高的地方,某电荷的电势能是否越大?
提示:对于正电荷,在电势越高的地方,电势能越大;对于负电荷,在电势越高的 地方,电势能越小。
1.定义:电荷在电场中某点的_电__势__能__与它的_电__荷__量__的比值,叫作该点的电势。
Ep
2.公式:φA= q 。 3.物理意义:电势是描述_电__场__能__的性质的物理量。 4.单位:国际单位制中,电势的单位是_伏__特__,符号为V,1 V=1 J/C。 5.相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的_零__电__势__点__的位置有关,一般情况

人教版高二物理必修第三册:10.1电势能和电势

人教版高二物理必修第三册:10.1电势能和电势
注意:WAC=WAB+WBC WAC=-WCA
计算电势能变化的方法 ΔE pAB=EpB-EpA= -WA-B 1)代入正负号计算; 2)先计算绝对值后判断大小
思考:怎样利用“功”,计算电荷在某处的电势能呢?
选定电势能的零势能参考点,就可以计算电势能
3、电势能的计算:电荷在某点的电势能,等于把它从 该点移动到零势能位置时,静电力做的功.
A
k
Q rA
等量异号电荷 : φC=φ-+φ+ A
AB中垂线上, φ=0
正电荷一侧,φ>0
C
负电荷一侧, φ<0
B
补充:真空中、均匀带电球壳形成的电场
球壳外的某点电势:
A
k
Q rA
球壳、壳内的某点电势: A
k
Q R
R是球壳半径
r R
结论:沿着电场线的方向,电势减少 ; 高于零电势的值是正值,低于零电势的值是负值。
电势又是多少?在A点放入Q2电荷,Q2= 2×10-5 C. 其电势能多大?
A
B
O
回顾: 1、电势是描述电场的能量性质的物理量,由电场 自身因素决定,与电场中的检验电荷无关。
场强是描述电场的力的性质的物理量,由电场自身 因素决定,与电场中的检验电荷无关。
A
k
Q rA
EA
k
Q rA2
2、电势的高低与零电势的选择有关,具有相对性。
利用电场力做功来研究
求功的方法 功的公式 W=FLcosα 使用条件 恒力做功
方法:研究匀强电场中电场力对点电荷做功
探究:匀强电场中,静电力对点电荷做功的特点
匀强电场场强为E,点电荷质量m,电量q.从A点到
B点沿路径①的移动中,电场力做功__E_q_d___。 沿路径②的移动中,电场力做功__E__q_d__. 沿路径③的移动中,电场力做功__E__q_d___.

高二上学期物理人教版必修第三册课件:电势差

高二上学期物理人教版必修第三册课件:电势差
活动 1:已知 A 点电势 φA,B 点电势 φB,A、B 两点的电势差 UAB 是 多少?
提示:UAB=φA-φB。 活动 2:试探电荷 q 在 A、B 两点的电势能是多少? 提示:EpA=φAq,EpB=φBq。 活动 3:点电荷 q 从 A 点到 B 点静电力做的功是多少? 提示:WAB=EpA-EpB=φAq-φBq=(φA-φB)q=UABq。 活动 4:由活动 3 你能得出电势差与静电力做功有什么关系? 提示:UAB=WqAB。
高二上学期物理人教版必修第三册课 件: 10.2电势差
规范解答
高二上学期物理人教版必修第三册课 件: 10.2电势差
(1)对电势差要注意角标的排序,如:UAB=-UBA,UAB+UBC=UAC。 (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。
高二上学期物理人教版必修第三册课 件: 10.2电势差
课前自主学习
高二上学期物理人教版必修第三册课 件: 10.2电势差
一、电势差 1.定义:在电场中,两点之间 01 _电__势___的差值,也叫作电压。 2.定义式:设电场中 A 点的电势为 φA,B 点的电势为 φB,则它们之 间的电势差 UAB= 02 ___φ_A_-__φ_B____,UBA= 03 __φ_B_-__φ_A__,显然 UAB= 04 __-__U__B_A__。 3.电势差可以是 05 _正__值,也可以是 06 _负__值。当 A 点电势比 B 点电 势高时,UAB 为 07 _正__值,UBA 则为 08 _负__值。 4.选择不同的位置作为零电势点,电场中某点电势的数值可能 09 __改__变__,但电场中某两点之间电势的差值 10 __保__持__不__变____。

2020-2021学年人教版物理选修3-1习题:第1章 4 电势能和电势(含解析)

2020-2021学年人教版物理选修3-1习题:第1章 4 电势能和电势(含解析)

第一章 4[练案4]基础夯实一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)1.(2019·广东省湛江市高二上学期期末)下列有关电场线、电势能、电势的说法中正确的是(B)A.正电荷沿电场线的方向运动电势能越来越大B.沿电场线的方向电势越来越低C.电荷在电势越高的地方电势能越大D.电势能越大的地方电场线越密解析:沿电场线的方向电势降低,正电荷沿电场线的方向运动电势能越来越小,而负电荷沿电场线的方向运动电势能越来越大,故A错误;根据电场线的物理意义知,沿电场线的方向电势越来越低,故B正确;正电荷在电势越高的地方电势能越大,负电荷在电势越高的地方电势能越小,故C错误;电势能与电场线的疏密没有直接关系,故D错误。

2.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。

其中a、b两点的电势相等,电场强度相同的是(B)A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中匀强电场中的a、b两点解析:甲图中场强大小相同,方向不同,电势φa=φb。

乙图中场强大小、方向皆相同,电势φa=φb。

丙图中场强大小相同,方向相反,电势φa=φb。

丁图中场强大小,方向皆相同,电势φa<φb。

3.某静电场的电场线分布如图,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E Q,电势分别为φP和φQ,则(D)A.E P>E Q,φP<φQ B.E P<E Q,φP>φQC.E P<E Q,φP<φQ D.E P>E Q,φP>φQ解析:由图P点电场线密,电场强度大,则E P>E Q。

沿电场线的方向电势降低,则有φP >φQ。

故D正确,故选D。

4.(2019·海南省文昌中学高二上学期期末)如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O点,两个等量异号点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上,下列说法中正确的是(C)A.C点的电势高于D点的电势B.O点的电场强度为零C.A、B两点的电场强度相同D.将负电荷从C移到D的过程中,电势能增加解析:根据等量异种电荷电场线、等势面分布特点知,OCD在同一条等势线上,所以D 点电势等于C点电势。

10.1 电势能和电势 讲义—2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册

10.1 电势能和电势 讲义—2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册

第十章静电场中的能量第1节电势能和电势【素养目标】1.知道静电力做功的特点,理解电势能、电势的概念。

2.能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。

【必备知识】知识点一、静电力做功的特点(1)在匀强电场中移动电荷时,静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关,与重力做功一样。

(2)静电力做功的特点对非匀强电场也是适用的。

知识点二、电势能(1)定义:电荷在电场中也具有势能.这种势能叫电势能,用E p表示.(2)相对性:电势能具有相对性,通常取无限远处或大地表面为电势能的零点。

(3)静电力做的功与电势能的关系:①静电力做的功等于电势能的减少量,W AB=E p A-E p B.②静电力对电荷做多少正功,电荷的电势能就减少多少;静电力对电荷做多少负功,电荷的电势能就增加多少。

③电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到零电势能点时所做的功.④零势能是标量,正负表示大小,不表示方向,比较电势能大小时要考虑正负号。

电场中规定的电势能为零的位置,通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零.知识点三、电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比,叫电场在这一点的电势。

用符号φ表示。

(2)公式:φ=E p/q.(3)单位:在国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V,且有1 V=1 J/C。

(4)物理意义:电势是描述电场的能的性质的物理量。

电场中某点的电势由电场本身及电势零点决定,与放入电场中的试探电荷无关。

(5)电势的高低①沿着电场线方向电势逐渐降低。

②正电荷在电势高处电势能较大,负电荷在电势低处电势能较大。

(6)标矢性:电势是标量,但可以为负值。

当电场中某点的电势为负值时,表示这点的电势比零电势还低。

(7)零电势面(点)的选取:在物理学的理论研究中,常取无限远处的电势为0;在实际应用中,常取大地的电势为0。

【课堂检测】1.如图甲所示,有一固定的负点电荷N,其右侧距离为L处竖直放置一内壁光滑的绝缘圆筒,圆筒内有一带电小球。

物理人教版高中选修3-1电势 电势差 电势能

物理人教版高中选修3-1电势   电势差   电势能
例二、如图6-2-8所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c,a、b间的距离等于b、c间的距离,φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以断定()
图6-2-8
A.φa>φb>φcB.Ea>Eb>Ec
C.φa-φb=φb-φcD.Ea=Eb=Ec
三、课堂小结(2分钟)
第二课时课时作业(二十五)讲解略
备课札记
备课札记
A.等势面A的电势高于等势面B的电势
c两小球通过等势面B时的速度相同
C.开始运动后的任一时刻,a、b两小球的动能总是相同
D.开始运动后的任一时刻,三个小球电势能总是相等
【解析】 由a、b、c三球经过一段时间后均通过等势面B,可知它们所受的电场力方向向下,则电场方向竖直向下,故A正确;由动能定理得,三个小球通过等势面B时,电场力做功相等,三球的速度大小相同,且a、c方向相同,B正确;对a、b两球,由于运动方向不同,同一时间,电场力做功不同,因此同一时刻的动能不相同,C错误;三个小球运动的方向不同,不可能在同一时刻位于同一等势面上,故电势能不可能相等,D错误.
【答案】B
2、带电粒子在电场中的运动的综合分析
例四、(2011·无锡模拟)如图6-2-12所示,真空中存在范围足够大的匀强电场,虚线A、B为该匀强电场的两个等势面.现有三个完全相同的带等量正电荷的小球a、b、c,从等势面A上的某点同时以相同速率v0向不同方向开始运动,其中a的初速度方向垂直指向等势面B;b的初速度方向平行于等势面;c的初速度方向与a相反.经过一段时间,三个小球先后通过等势面B,已知三个小球始终在该匀强电场中运动,不计重力,则下列判断正确的是()
例三.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.电场线与矩形所在的平面平行.已知a点的电势是20 V,b点的电势是24 V,d点的电势是4 V,如图6-2-9所示.由此可知,c点的电势为()

电势差——高二上学期物理人教版必修第三册

电势差——高二上学期物理人教版必修第三册
教室高度
物理学中是如何定义电场中各点的电势的呢?
在电场中,两点之间电势的差值叫作电势差。初 中物理中某导体两端的电压,也是指两点间的电 势差。
设电场中 A 点的电势为 A ,B 点的电势为B ,由电势差的定 义可以得出:
U AB A B
U BA B A
U AB U BA
静电力做功与电势差的关系是怎样的呢?
2.等量异种点电荷电场中的等势面,是两簇对称曲面,如 图所示是等量异种点电荷电场中的等势面及与等高线对 比的示意图。
3.等量同种点电荷电场中的等势面,也是两簇对称曲面, 如图所示是等量同种点电荷电场中的等势面及与等高线对 比的示意图。
4.匀强电场中的等势面,是垂直于电场线的一簇平面。
初中物理中某导体两端的电压,也是指两点间的电势差。 现在,让我们在这种类比中进一步理解电势差。 请同学们想一想,A、B两点间的电势差应该由什么因素来决定呢? 既然电势差是电场本身的性质,与W、q无关,如何定义电势差的单位呢? 静电力做功与电势差的关系是怎样的呢? 因为电势是标量,电势之值只有大小,无方向之分,所以不需要用带方向的曲线来表示电势。 在地图上常用等高线来表示地形的高低,与此相似,我们可以把电场中各个电势相等的点连起来,可能得到一个面。 小结:电荷量为1C的电荷,在电场中的两点间移动时,静电力做的功如果为1J,则两点间的电势差为1V。 现在,让我们在这种类比中进一步理解电势差。 等量异种点电荷电场中的等势面,是两簇对称曲面,如图所示是等量异种点电荷电场中的等势面及与等高线对比的示意图。 根据公式,可以得出单位电势差的单位为伏特,且1V=1J/C。 通过整理我们发现,电场中两点间的电势差类同于重力场中两点间的高度差。 根据公式,可以得出单位电势差的单位为伏特,且1V=1J/C。 既然电势差是电场本身的性质,与W、q无关,如何定义电势差的单位呢? 等量同种点电荷电场中的等势面,也是两簇对称曲面,如图所示是等量同种点电荷电场中的等势面及与等高线对比的示意图。 会用 及 进行相关计算。

电势差—人教版高中物理必修第三册课件

电势差—人教版高中物理必修第三册课件

) 所以不做功
CD
1电0.势2差电— 势 人教差版—高中人物教 理版必(修201第9三)册高 课中件物理 必修第 三册课 件(共21 张PPT)
1电0.势2差电— 势 人教差版—高中人物教 理版必(修201第9三)册高 课中件物理 必修第 三册课 件(共21 张PPT)
2、一个点电荷,从静电场中的a点移至b点,其电势能的变化为零,
D. 粒子从L到N的过程中,动能减少
K
1电0.势2差电— 势 人教差版—高中人物教 理版必(修201第9三)册高 课中件物理 必修第 三册课 件(共21 张PPT)
1电0.势2差电— 势 人教差版—高中人物教 理版必(修201第9三)册高 课中件物理 必修第 三册课 件(共21 张PPT)
4、(多选)一负电荷仅受电场力的作用,从电场A点运动到B点,在此过
第2节 电势差
一、电势差
1.定义 电场中两点间电势的 差值 叫作电势差,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,则 A、B 两点之
间的电势差为:UAB= φA-φB

B、A 两点之间的电势差为:UBA= φB-φA

所以 UAB=
-UBA
.
3、单位:伏特→伏→V
3.电势差的正负 电势差是 标量 ,但有正、负.电势差的正、负表示两点电势 的高低.所以电场中各点间的电势差可依次用 代数法 相加. 4、特点:①是标量②是绝对量,无相对性③仅有电场本身决 定
C.φC>φA>φB
D.φC>φB>φA
C [因为 UAB=φA-φB=75 V>0,所以 φA>φB,因为 UBC=φB- φC=-200 V<0,所以 φB<φC,又 UAC=UAB+UBC=75 V+(-200)V =-125 V<0,所以 φA<φC,则 φC>φA>φB,C 正确.]

2020-2021学年高中人教版物理选修3-1课件:2.2 电动势

2020-2021学年高中人教版物理选修3-1课件:2.2 电动势

试分析回答:
(1)小球沿滑梯滚下的过程,可以类比电源在闭合电路 中的哪一个过程? 提示:可以类比为在外电路电场力做正功将电能转化为 其他形式的能的过程。
(2)小朋友不断将小球从地面搬到滑梯上的过程,可以 类比为电源在闭合电路中的哪一过程? 提示:可以类比为在电源内部非静电力做功将其他形式 的能转化为电能的过程。
主题二 对电动势的理解 【问题探究】日常生活中我们经常接触到各种各样的 电源,如图所示的干电池、手机电池,它们有的标有 “1.5 V”字样,有的标有“3.7 V”字样。
(1)如果把1 C的正电荷分别从1.5 V和3.7 V的干电池
的负极移到正极,非静电力分别做了多少功? 提示:根据电动势表达式E= W 可知W=qE,所以非静电力
(1)定义:电动势在数值上等于_非__静__电__力__把_1__C_的正电
荷在电源内从负极移送到正极所做的功,即非静电力所 做的功W与移送_电__荷__q_的比值,用E表示,E= W 。
q
(2)物理意义:反映电源_非__静__电__力__做__功__本领大小的物理
量。
(3)单位:与电势、电势差的单位_相__同__,为_伏__特__。
q
分别做了1.5 J和3.7 J的功。
(2)两次电势能增加多少? 提示:根据功能关系知两次电势能分别增加了1.5 J和 3.7 J。 (3)哪个电池做功本领大? 提示:根据电动势的物理意义知3.7 V的干电池做功本 领大。
【探究总结】 1.E= W 是电动势的定义式而不是决定式,E的大小与W
q
和q无关,是由电源自身的性质决定的,电动势不同,表
【探究总结】 1.从力的角度看:在外电路中,电荷在电场力的作用下 定向移动形成电流;在电源内部,电荷通过非静电力的 作用实现定向移动形成电流。 2.从能量的角度看:电源通过非静电力做功把其他形式 的能转化为电能,实现能量转化。电源既不创造能量, 也不创造电荷。

3高二选修1(电势、电势差和电势能)

3高二选修1(电势、电势差和电势能)

精英学校学生姓名:使用日期:电势能和电势 一、电场力做功的特点 1、在电场中移动电荷时,电场力做的功与路径无关,只与始末位置有关. 2、在匀强电场中,电场力做的功为 W=qEd,其中 d 为沿电场线方向的位移. 二、电势能 1、电荷在电场中,由于电场与电荷间相互作用,由位置决定的能量叫做电势能. 2、和重力势能一样,电势能具有相对性,通常取无穷远处或大地为电势能的零点. 3、电场力对电荷做正功,电荷的电势能就减小,克服电 场力做功,电荷的电势能就增加.即 W 电=-△Ep. 思考:结合下图讨论静电力做功与电势能变化的关系是怎 样的? 答案: (1) 从 A 到 B 静电力对电荷做正功, 其电势能减小; (2)从 B 到 A 电荷克服静电力做功其电势能增加.B.EA 不一定大于 EB, C.EA 一定大于 EB, D.EA 不一定大于 EB,一定大于 不一定大于 不一定大于解析: P、Q 所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定,电场强度是矢量,P、Q 两点电荷 在 O 点的合场强为零,在无限远处的合场强也为零,从 O 点沿 PQ 垂直平分线向远处移动,场强先增大, 后减小,所以 EA 不一定大干 EB,电势是标量,由等量同号电荷的电场线分布图可知,从 O 点向远处,电 势是一直降低的,故 一定大于 .答案:B 点评: (1)电场强度大的地方电势不一定高. (2)电场强度等于零的地方电势不一定等于零. 一、等势面 1、在电场中,电势相等的点组成的面叫做等势面. 2、等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功. 3、等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面. 4、规定:画等势面时.相邻两等势面间电势差相等,这样,在等势面密处电场强度较大,在等势面疏处, 电场强度较小. 5、等势面不能相交,也不能相切. 二、几种典型电场的等势面 (1)点电荷电场中的等势面:以点电荷为球心的一族球面,如 图甲所示. (2)等量异种点电荷电场中的等势面:是两簇对称曲面,如图 乙所示. (3)等量同种点电荷电场中的等势面:是两簇对称曲面,如图 丙所示. (4)匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面,如图丁 所示. (5)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面,如图 G 所 示. 说明: ①带方向的线表示电场线, 无方向的线表示等势面. ②图中的等势“面”画成了线,即以“线”代“面” . 思考:为什么电场中同一等势面或不同等势面都不能相交,也不能相切?1三、电势 1、定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势.2、公式: 3、在国际单位制中,电势的单位是伏特,符号为 V. 4、电势是描述电场能的性质的物理量,它在数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零势点)时电 场力所做的功.电势是一个标量,由电场本身性质决定,与参考点选取有关,与放入的试探电荷无关. 5、判断电势高低的办法有:①在电场中沿着电场线的方向,电势逐渐降低;②在电场力作用下,静止的 正电荷从高电势移向低电势. 例 1、如图所示,在两点电荷+Q1 和-Q2 连线的延长线上有 a、b、c 三点,测得 b 点的场强为零.现将一 个检验电荷+q 从 a 点沿直线经过 b 点移到 c 点,在此过程中检验电荷+q 的电势能变化情况为( )A.不断增加 B.先增加后减少 C.不断减少 D.先减少后增加 答案:B 例 2、如图所示,P、Q 是等量的正点电荷,O 是它们连线的中点,A、B 是中垂线上的两点,OA<OB,用 EA、 EB 和 分别表示 A、B 两点的电场强度和电势,则( )A.EA 一定大于 EB,一定大于精英学校学生姓名:使用日期:答案: 因为电场线总跟等势面垂直,如果等势面相交,则交点处的电场线方向就有两个,从而场强方向就不 是惟一的, 这是不可能的; 如果等势面相切, 则在相切处等势面的 “密度” 为无穷大, 表明场强为无穷大, 这也是不可能的. 例 1、如图所示,实线为某电场中的电场线,虚线为一带电粒子运动的轨迹,则 下列说法错误的是( ) A.粒子带负电 B.粒子在 A 点具有的电势能 EPA 小于粒子在 B 点具有的电势能 EPB C.粒子在 A 点具有的动能 EKA 小于在 B 点具有的动能 EKB D.粒子在 A 点的加速度小于在 B 点的加速度 解析: 根据物体运动的轨迹判断,该物体受到的电场力,应向轨迹凹的一侧,故 A 正确;对于负电荷,顺着 电场线方向移动,需克服电场力做功,负电荷的电势能增加,故 B 正确;根据只有电场力做功,电势能与 动能相互转化而总量保持不变这一结论,可确定 EKA>EKB,故 C 错误;根据电场线的疏密反映电场的强弱 而确定,EA<EB,即力的大小 FA<FB,最后得 aA<aB,故 D 正确. 答案:C 例 2、图中虚线表示匀强电场的等势面 1、2、3、4.一带正电的粒子只在电场 力的作用下从电场中的 a 点运动到 b 点. 轨迹如图中实线所示. 由此可判断 ( ) A.1 等势面电势最高 B.粒子从 a 运动到 b,动能增大 C.粒子从 a 运动到 b,电势能增大 D.在运动中粒子的电势能与动能之和不变 答案:ABD 例 3、如图,光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为 E.在 与环心等高处放有一质量为 m、带电+q 的小球,由静止开始沿轨道运动,下 列说法正确的是( ) A.小球在运动过程中机械能守恒 B.小球经过环的最低点时速度最大 C.小球电势能增加 EqR D.小球由静止释放到达最低点,动能的增加量等于 mgR 解析: 小球在运动过程中除重力做功外,还有电场力做功,所以机械能不守恒,A 错;小球运动到最低点的 过程中,重力与电场力均做正功,重力势能减少 mgR,电势能减少 EqR,而动能增加 mgR+EqR,到最低点 时动能最大,所以速度最大,因此 B 正确,C、D 错误. 答案:B 点评: 涉及到能量转化题时,要找准功能对应关系,如电势能的变化看电场力做的功;重力势能的变化,看重力做的功;机械能的变化,看重力以外的力做的功;动能的变化,看合外力做的功. 一、电势差 1、定义:电场中两点间电势的差值. 2、表达式: 3、电势差是标量,但有正负( . ) .4、单位:V(伏) . 特别提醒:电势差的正负,不代表电场中两点间电势差的大小,只是区分两点电势的高低.如 5V 与 -5V 表示电势差的大小是一样的. 讨论: 请你探究电场强度、电势差、电势和电势能几个概念的异同点? 答案: (1)电场强度、电势都是由电场本身决定的,与是否放入电荷无关;而电势能是由电场和电荷 共同决定的. (2)电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,也是反映电场力的性质的物理量;而电势和电势能 是反映电场能的性质的物理量. (3)电势、电势能的大小与零参考点的选取有关,是相对的,而电势差的大小与零参考点无关. 二、电势差与静电力做功的关系 1、公式推导2、说明 (1)由 UAB=WAB/q 可以看出,UAB 在数值上等于单位正电荷由 A 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,则 UAB 为负值. (2)公式 WAB=qUAB 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, 可能还有其他力的功. 式中各量均有正、 负, 计算中 W 与 U 的角标要对应, 即: 有 WAB=qUAB,WBA=qUBA. (3)带符号运算. 例 1、在静电场中有 a、b、c 三点,有一个电荷 q1=3×10-8C,自 a 移到 b,电场力做功 3×10-6J.另 有一个电荷 q2=-1×10-8C,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 Ubc 为__________V. 解:电荷 q1 从 a→b,有电荷 q2 从 a→c,有2精英学校学生姓名:使用日期:一、匀强电场中电势差和电场强度的关系 1、电场强度和电势差分别是从力和能的角度描述电场的物理量,它们分别与电荷在电场中受的电场力和 电场力对电荷做功相联系.正像力和功有关系一样,场强与电势差也有一定的关系. 匀强电场中,有 W 电=qU 又 W 电=qEd ∴U=Ed 2、在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积. 3、公式:U=E·d 或 E=U/d 4、说明 ①公式 U=E·d 或 E=U/d 中 d 必须是沿场方向的距离.如果 ab 间距 L 不沿场强方向,计算时,d 的取值为 L 在沿场强方向的投影长度,即为 电场中这两点所在的等势面的垂直距离.如图所示 ②E=U/d 是用于求匀强电场场强的公式. ③由公式又得出了一个场强的单位: “V/m” ,且 1V/m=1N/C. 思考: (1)如图是一非匀强电场,某一电场线上 A、B、C 三点 UAB 和 UBC 的大小. (2)在同一幅等差等势面中,为什么等势面越密的地方场强越大? 答案: (1)由电场线分布可知,AB 段的任一点的场强都大于 BC 段任一点的场强,故 AB 段场强的平均值 E1 大于 BC 段场强的平均值 E2,又 故 UAB>UBC. ,比较特别提醒:在选取物理公式时,首先要注意公式的适用条件,然后判断题目申物理情境是否满足公式的适 用条件. 三、E=U/d 的两个重要推论 (1)在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段的端点间的 电势差相等. 当线段与场强平行时,由 U=Ed 可知,d 相等,U 相同;当线段 与场强不平行时, 只要沿场强方向的长度相等, U 相同. 如图所示, □ABCD 中,UAB=UDC,UBC=UAD. (2)电势随空间位置变化越快,电场强度越强。

10.2 电势差-2020-2021学年新教材高中物理必修三(新人教版)(共29张PPT)

10.2 电势差-2020-2021学年新教材高中物理必修三(新人教版)(共29张PPT)

例1.在匀强电场中把电荷量为 2.0×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 B 点,静电力做的功为 1.6 × 10-7J。再把这个电荷从 B 点移动到 C 点,静电力做的功为-4.0×10-7J。 (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)把电荷量为- 1.5×10-9C 的点电荷从 A 点移动到 C 点,静电力做的功是多少? (4)根据以上结果,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。
【特点】 (1)正电荷:各点电势均为正值 (2)负电荷:各点电势均为负值
类比地理等高线
等势面以点电荷为球心的一簇球面,越向外越稀疏。
(2)、等量异号电荷
【思考】 等量异号电荷,连线和中垂线上电势怎样 变化?
【特点】 1、中垂线所在平面是一个零势面,各点电势均为0; 2、以中垂线为分界线,靠近正电荷一侧各点电势为正;靠近 负电荷一侧各点电势为负。
或者表示成 U BA B A
问题1:UAB和UBA是什么关系?
显然 U AB U B A
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,
WAB EPA EPB q A qB q( A B )
即: WAB qU AB
或:
U AB
WAB q
电势差的另一种定义方法-比值定义法:
E 2V1V 0V -1V 3V2V 1V 0V AB C D
小结:高度和电势都具有相对性。电势与零电势点的 选择有关,两点间电势差与零电势点的选择无关。
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叫电势差,也叫电压
设电场中A点的电势为 A B点的电势为 B
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

2019-2020年高二物理电势能电势差人教版
一、教学目标
1.通过与重力势能对比,使学生掌握电势能这一概念。

2.掌握电势差概念。

3.复习巩固用比值定义物理量的条件。

4.复习加深能量转化和功之间的关系。

二、重点、难点分析
1.重点是明确电场力的功和电势能的变化之间的关系及建立电势差的概念。

电荷的分布及两个点的位置决定,而与W、q无关。

三、主要教学过程
(一)引入新课
前面我们从电荷在电场中受到力的作用出发,研究了电场的性质。

我们引入电场强度矢量E描述电场强弱,用矢量E描述电场力的性质。

规定单位正电荷在某点所受电场力的方向为该点场强方向,大小为场强大小。

这样表示出电场力的性质。

电场对放入其中的电荷有力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质。

下面我们从能量角度研究电场性质。

复习:
1.功的量度
W=Fscosθ力和物体在力的方向上位移的乘积。

(θ为F与s的夹角)
2.重力功
(1)重力功只与物体的起末位置有关而与路径无关。

如图1所示,物体沿不同路径经由A到B,重力功仅与AB两点竖直方向高度差有关,与所走路径无关。

W=mgh
(2)重力功与重力势能的关系
重力对物体做功,物体重力势能减小,物体克服重力做功,物
体重力势能增加。

重力做多少功,重力势能就减少多少。

重力功等
于重力势能增量的负值,即:W G=-△E p
(3)重力势能是相对的,有零势能面。

(人为选定)
(4)物体在某处的重力势能(可正可负),数值上等于
把物体从该点移到零势能面处时,重力所做的功,如前图1
中,如设E pA=0,则E pB=-mgh,如设E pB=0,则E pA=mgh。

(5)重力势能应归物体与地球所共有。

一般我们只提物
体不说地球,但不等于归物体自己所有,原因是如没有地球则谈不上物体受重力,所以也谈不上重力势能。

以上为重力功的特点及它与重力势能的关系。

在热学中,我们学过分子间有分子力,r<r0时为斥力,r>r0时为引力,分子力间可做功,且与路径无关,因此有分子势能。

分子做正功分子势能减小,分子做负功分子势能增大。

下边我们首先来看看电场力做功的特点。

(二)教学过程设计
1.电场力做功的特点
上节课我们了解了几种典型电场,今天我们就用匀强电场来研究电场力功的特点。

在场强为E的匀强场中,令电荷q沿任意一条曲线由A移至B(如图2),可将AB分成若干小段AA1、A1A2……,若小段的数目足够多,每一小段都足够短,则可用折射AB1、A1B1、A1B2、A2B2……代替曲线,电荷在AB 1、A1B2……段上移动时,电场力的功为Eq·AB1、
Eq·A1B2……,电荷在B1A1、B2A2……段上移动时,电场力不做功,所以
电荷由A移至B的过程中电场力做功W=Eq·(AB1+A1B2+…)=Eq·AB'即W为电场力与AB在电场力方向上投影的乘积,与路径无关。

由上可知:电场力做功与路径无关,仅与电荷运动的起末位置有关。

此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场。

(在中学阶段不必学习其证明方法)
例如:
如图3所示,在场电荷+Q的电场中检验电荷q由A移至B,电场力做
的功为W。

以OA为半径画弧交OB于C,则q由A沿弧到C到B电场力做功
为W1,q由C到B电场力做功为W2,则有:W=W1=W2。

原因是q由A到C,电场力做功为零,W ACB=W AC+W CB=W1=W2=W
小结:
(1)重力做功与路径无关,所以物体具有由位置决定的重力势能。

(2)分子力做功与路径无关,所以分子间有由相对位置决定的分子能。

类似地电场力做功也与路径,无关仅与电荷起末位置有关,所以电荷在电场中也具有与位置有关的势能——电势能。

2.电势能E
电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能,叫电势能。

提问:电场力功与电势能有什么关系?提示重力功与重力势能的关系。

在学生回答的基础上总结:
(1)电场力对电荷做正功,电势能减少;电场力对电荷做负功,电势能增加。

电场力功等于电势能增量负值,即W电=-△E。

(2)电势能也是相对的,零势能点是人为选定的。

点电荷一般取无穷远为零势能处。

提问:电荷在电场中的电势能由谁决定?
讨论:如图4所示,+Q电场中检验电荷q由A移到B再到无穷远,如果是+q电场力做正功,电势能减少,到无穷远时电势能变为零,所以+q在A点时所具有的电势能大于零;如果是-q电场力做负功,电势能增加,到无穷远时电势能变为零,所以-q在A点时所具有的电势能小于零。

如果图4中+Q变为-Q,检验电荷q由A移到B再到无穷远,如果是+q电场力做负功,电势能增加,到无穷远时电势能变为零,所以+q在A点时所具有的电
势能小于零;如果是-q电场力做正功,电势能减少,到无穷远时电
势能变为零,所以-q在A点时所具有的电势能大于零。

在学生回答的基础上总结:
(3)电荷在电场中的电势能由电荷正负和电场共同决定。

点电荷电场中电势能正负:如场电荷与检验电荷同号,则电势能E大于零;如场电荷与检验电荷反号,则电势能E小于零(前提:规定无穷远为零势能处)。

(4)电势能是属检验电荷与电场所共有的。

(5)电势能是标量,只有大小无方向。

总结:从功能关系看,电荷在电场中某点的电势能数值应为把电荷从零势能处移到场中某点时电场力所做功的负值。

3.电势差
提问:相同的电荷q在电场中都由A点出发,分别通过图5所示的路径Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ到达B 点,哪个电荷电势能改变量小?
在学生回答的基础上总结:
根据电场力的功与路径无关,而电场力的功数值上等于电势能的
改变量,所以三者的电势能改变量相同。

让学生总结出:电荷在电场中移动时其电势能的改变量由起始点
与终点的位置决定。

提问:把1C的电荷由A移到B,若电场力做了2J的功,若把2C
的电荷由A移到B,电场力做了多少功?
经讨论明确2C的电荷在移动过程中的每一点处受到的电场力都
是1C电荷受力的2倍,所以电场力对它做的功应是4J,即电场力的功还与移动电荷的电量q 有关,即电势能的改变量△E与电量q及移动的起末位置有关。

提问:△E与q有什么关系?
由上例很容易得出△E与q成正比关系。

更明确指出:场和场内两点位置确定以后,将电荷q由一点移至另一点,虽然q改变时,△E也
内两点位置决定,与检验电荷q、检验电荷q在场内两点间电势能差之值无关。

问:国际单位制中U的单位是什么?
答:焦耳/库仑又称伏特,简称伏。

问:电场中两点间电势差与零电势点选取有关吗?
取无关。

(三)让学生总结本节重要内容
提问:电场力的功、电势能的改变量、电势差三者中哪些与移动的电量有关?哪些与移动的电量无关?
答:电场力的功、电势能的改变量与移动的电量有关,电势差与移动的电量无关。

(四)例题
如图6所示,O点固定,绝缘轻细杆l,A端粘有一带正电荷的小球,电量为q,质量为m,将小球拉成水平后自由释放,求在最低点时绝缘杆给小球的力。

解如图7,在B点对小球进行受力分析,在B点由T与mg合力充当向
心力,球由A运动到B过程由动能定理得:
在B点:
由①②得:
故杆对小球拉力3mg+2eq。

相关文档
最新文档