1.5 电势差 课件（人教选修3-1）
文档属性
| 名称 | 1.5 电势差 课件（人教选修3-1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-12-28 15:23:37 | ||
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文档简介
(共52张PPT)
名师课堂
·一点通
第一章
静电场
新知预习·巧设计
要点一
要点二
第5节
电势差
创新演练
·大冲关
随堂检测归纳小结
课下作业综合提升
1．理解电势差的概念，知道电势差
与零电势点选择无关。
2．掌握两点间电势差的表达公式，
知道两点之间电势差的正负号
与这两点电势高低之间的关系。
3．知道在电场中移动电荷时静电力
做功与两点间电势差的关系，能
计算电场力做的功。
[读教材·填要点]
1．电势差
(1)电势差：电场中两点间电势的 。
(2)表达式：UAB＝ 。
(3)矢标性：电势差是 ，其正负表示两点电势的 。
差值
φA－φB
标量
高低
[关键一点] 电势差UAB和电势差UBA不同，由于UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA。
qUAB
[试身手·夯基础]
1．一个点电荷，从静电场中的a点移到b点的过程中，静
电力做功为零，则 ( )
A．a、b两点的电场强度一定相等
B．作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的
C．a、b两点的电势差为零
D．点电荷一定沿直线从a点移到b点
解析：由公式Wab＝qUab可知，若Wab＝0，则一定是Uab＝0。选项C正确。
答案：C
2．在图1－5－1中，某电场的等势面用实线表示，各等势
面的电势分别为10 V、6 V和－2 V，则UAB＝________，UBC＝________，UCA＝________。
图1－5－1
解析：在题图中，A、B两点在同一等势面上，则有φA＝φB，故UAB＝φA－φB＝10 V－10 V＝0，
B、C间的电势差为
UBC＝φB－φC＝10 V－(－2 V)＝12 V，
C、A间的电势差为
UCA＝φC－φA＝－2 V－10 V＝－12 V。
答案：0 12 V －12 V
1．对电势差概念的理解
电势差这个概念有两种描述：其一是电场力的功与电荷量的比值，其二是两点电势的差值。这两种描述都说明电场中两点间的电势差是由两点位置而确定的量。
2．电势差与电势的区别与联系
电势φ 电势差UAB＝φA－φB
区
别 (1)(电场中某点的)电势与零电势点的选取有关(一般取无限远处或地球表面的电势为零电势)
(2)电势由电场本身决定，反映电场的能的性质
(3)相对量
(4)标量，可正可负，正负号相对零电势面而言 (1)(电场中两点间的)电势差与零电势点的选取无关
(2)电势差由电场和这两点的位置决定
(3)绝对量
(4)标量，可正可负，正负号反映了φA、φB的高低
电势φ 电势差UAB＝φA－φB
联系 (1)可正可负，标量
(2)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
(3)电势与电势差的单位相同，皆为伏特(V)
[名师点睛] 电势差大小称为电压，电势差有正负，而电压没有正负之分。
1．有一个带电荷量q＝－6×10－6 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3×10－3 J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做1.2×10－3 J的功，求A、C两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高。
即φB－φC＝－200 V②
电势差UAC＝φA－φC＝φA－φB＋φB－φC
＝UAB＋UBC＝500－200 V＝300 V
UAC＞0。说明A点电势高于C点电势。
[答案] 300 V A点
(1)采用直接代入符号运算的方法，会更加便捷，但要注意正负号的运用。
(2)电场中各点间的电势差可依次用代数方法相加，但要注意角标的排序，如UAD＝UAB＋UBC＋UCD，UAB＝－UBA。
静电力做功的计算方法
(1)根据电势能的变化与静电力做功的关系计算：静电力做了多少功，就有多少电势能和其他形式的能发生相互转化。
(2)应用公式WAB＝qUAB计算，可求变力做功。
符号规定：所移动的电荷若为正电荷，q取正值；若为负电荷，q取负值；若移动过程的始点电势φA高于终点电势φB，UAB取正值；若始点电势φA低于终点电势φB，UAB取负值。
(3)应用功的定义式求解匀强电场中静电力做的功：W＝qExcos θ。注意：此法只适用于匀强电场。
(4)由动能定理求解静电力做的功：W电＋W其他＝ΔEk。即若已知动能的改变量和其他力做功的情况，就可由上述式子求解静电力做的功。
[名师点睛] 力电相结合的问题，只要对静电力的性质分析正确(是恒力、变力)，根据受力情况判断出带电粒子的运动情况后，此题就转化为运动和力的问题，选择适当的公式和规律即可解决。
图1－5－2
(1)小球由A到B的过程中静电力做的功；
(2)A、C两点间的电势差。
[思路点拨] 从题目情景可以知道小球在运动过程中受到的静电力为变力，做非匀变速直线运动，故不能用W＝Fs求静电力做的功，只能从能量的观点出发运用动能定理解决。
因为Q是正点电荷，所以以Q为圆心的球面是一个等势面，这是一个重要的隐含条件。由A点到B点的过程中电场力是变力，所以不能直接用W＝Fs求解，只能考虑运用功能关系。
1．(对应要点一)下列说法正确的是 ( )
A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选
取有关
B．电势差是一个矢量，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UAB＝UBA
解析：电势与电势差均是标量，电势具有相对性，与零势面的选取有关，电势差具有绝对性，其大小与零势面选取无关，但有正负之分，UAB＝－UBA，故A、B、D均错误，C正确。
答案：C
2．(对应要点二) 如图1－5－3所示点
电荷电场中，将检验电荷从A点分
别移到以点电荷为中心的同一圆
周上的B、C、D、E各点，则电
场力做功 ( )
图1－5－3
A．从A到B做功最多
B．从A到C做功最多
C．从A到E做功最多
D．做功一样多
解析：题图中B、C、D、E四点在一个等势面上，它们与A点间的电势差均相等，即UAB＝UAC＝UAD＝UAE，据公式W＝qU可知，选项D正确。
答案：D
3．(综合题)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点时电场力做功9×10－4 J。问：
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？
(2)如取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？
(2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB得：φA＝UAB＝200 V。
由UBC＝φB－φC得：
φC＝φB－UBC＝0－(－300) V＝300 V。
电荷在A点的电势能
EA＝qφA＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J。
电荷在C点的电势能
EC＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J。
答案：(1)200 V －300 V 100 V
(2)200 V 300 V －6×10－4 J
（ 1 ）电势差是电场中两点的电势之差，仅与电场中的两点位置有关，与被移动的电荷量及做功的多少无关，它描述电场能的性质。
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名师课堂
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第一章
静电场
新知预习·巧设计
要点一
要点二
第5节
电势差
创新演练
·大冲关
随堂检测归纳小结
课下作业综合提升
1．理解电势差的概念，知道电势差
与零电势点选择无关。
2．掌握两点间电势差的表达公式，
知道两点之间电势差的正负号
与这两点电势高低之间的关系。
3．知道在电场中移动电荷时静电力
做功与两点间电势差的关系，能
计算电场力做的功。
[读教材·填要点]
1．电势差
(1)电势差：电场中两点间电势的 。
(2)表达式：UAB＝ 。
(3)矢标性：电势差是 ，其正负表示两点电势的 。
差值
φA－φB
标量
高低
[关键一点] 电势差UAB和电势差UBA不同，由于UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA。
qUAB
[试身手·夯基础]
1．一个点电荷，从静电场中的a点移到b点的过程中，静
电力做功为零，则 ( )
A．a、b两点的电场强度一定相等
B．作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的
C．a、b两点的电势差为零
D．点电荷一定沿直线从a点移到b点
解析：由公式Wab＝qUab可知，若Wab＝0，则一定是Uab＝0。选项C正确。
答案：C
2．在图1－5－1中，某电场的等势面用实线表示，各等势
面的电势分别为10 V、6 V和－2 V，则UAB＝________，UBC＝________，UCA＝________。
图1－5－1
解析：在题图中，A、B两点在同一等势面上，则有φA＝φB，故UAB＝φA－φB＝10 V－10 V＝0，
B、C间的电势差为
UBC＝φB－φC＝10 V－(－2 V)＝12 V，
C、A间的电势差为
UCA＝φC－φA＝－2 V－10 V＝－12 V。
答案：0 12 V －12 V
1．对电势差概念的理解
电势差这个概念有两种描述：其一是电场力的功与电荷量的比值，其二是两点电势的差值。这两种描述都说明电场中两点间的电势差是由两点位置而确定的量。
2．电势差与电势的区别与联系
电势φ 电势差UAB＝φA－φB
区
别 (1)(电场中某点的)电势与零电势点的选取有关(一般取无限远处或地球表面的电势为零电势)
(2)电势由电场本身决定，反映电场的能的性质
(3)相对量
(4)标量，可正可负，正负号相对零电势面而言 (1)(电场中两点间的)电势差与零电势点的选取无关
(2)电势差由电场和这两点的位置决定
(3)绝对量
(4)标量，可正可负，正负号反映了φA、φB的高低
电势φ 电势差UAB＝φA－φB
联系 (1)可正可负，标量
(2)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
(3)电势与电势差的单位相同，皆为伏特(V)
[名师点睛] 电势差大小称为电压，电势差有正负，而电压没有正负之分。
1．有一个带电荷量q＝－6×10－6 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3×10－3 J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做1.2×10－3 J的功，求A、C两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高。
即φB－φC＝－200 V②
电势差UAC＝φA－φC＝φA－φB＋φB－φC
＝UAB＋UBC＝500－200 V＝300 V
UAC＞0。说明A点电势高于C点电势。
[答案] 300 V A点
(1)采用直接代入符号运算的方法，会更加便捷，但要注意正负号的运用。
(2)电场中各点间的电势差可依次用代数方法相加，但要注意角标的排序，如UAD＝UAB＋UBC＋UCD，UAB＝－UBA。
静电力做功的计算方法
(1)根据电势能的变化与静电力做功的关系计算：静电力做了多少功，就有多少电势能和其他形式的能发生相互转化。
(2)应用公式WAB＝qUAB计算，可求变力做功。
符号规定：所移动的电荷若为正电荷，q取正值；若为负电荷，q取负值；若移动过程的始点电势φA高于终点电势φB，UAB取正值；若始点电势φA低于终点电势φB，UAB取负值。
(3)应用功的定义式求解匀强电场中静电力做的功：W＝qExcos θ。注意：此法只适用于匀强电场。
(4)由动能定理求解静电力做的功：W电＋W其他＝ΔEk。即若已知动能的改变量和其他力做功的情况，就可由上述式子求解静电力做的功。
[名师点睛] 力电相结合的问题，只要对静电力的性质分析正确(是恒力、变力)，根据受力情况判断出带电粒子的运动情况后，此题就转化为运动和力的问题，选择适当的公式和规律即可解决。
图1－5－2
(1)小球由A到B的过程中静电力做的功；
(2)A、C两点间的电势差。
[思路点拨] 从题目情景可以知道小球在运动过程中受到的静电力为变力，做非匀变速直线运动，故不能用W＝Fs求静电力做的功，只能从能量的观点出发运用动能定理解决。
因为Q是正点电荷，所以以Q为圆心的球面是一个等势面，这是一个重要的隐含条件。由A点到B点的过程中电场力是变力，所以不能直接用W＝Fs求解，只能考虑运用功能关系。
1．(对应要点一)下列说法正确的是 ( )
A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选
取有关
B．电势差是一个矢量，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UAB＝UBA
解析：电势与电势差均是标量，电势具有相对性，与零势面的选取有关，电势差具有绝对性，其大小与零势面选取无关，但有正负之分，UAB＝－UBA，故A、B、D均错误，C正确。
答案：C
2．(对应要点二) 如图1－5－3所示点
电荷电场中，将检验电荷从A点分
别移到以点电荷为中心的同一圆
周上的B、C、D、E各点，则电
场力做功 ( )
图1－5－3
A．从A到B做功最多
B．从A到C做功最多
C．从A到E做功最多
D．做功一样多
解析：题图中B、C、D、E四点在一个等势面上，它们与A点间的电势差均相等，即UAB＝UAC＝UAD＝UAE，据公式W＝qU可知，选项D正确。
答案：D
3．(综合题)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点时电场力做功9×10－4 J。问：
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？
(2)如取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？
(2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB得：φA＝UAB＝200 V。
由UBC＝φB－φC得：
φC＝φB－UBC＝0－(－300) V＝300 V。
电荷在A点的电势能
EA＝qφA＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J。
电荷在C点的电势能
EC＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J。
答案：(1)200 V －300 V 100 V
(2)200 V 300 V －6×10－4 J
（ 1 ）电势差是电场中两点的电势之差，仅与电场中的两点位置有关，与被移动的电荷量及做功的多少无关，它描述电场能的性质。
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