【金版新学案】2013-2014学年高中物理同步配套辅导与检测（粤教版，选修3-1）：第一章 第四节 电势和电势差（39张ppt）

课件39张PPT。第四节　电势和电势差电场1．理解电场能的性质，理解静电力做功的特点，建立电势能的概念．
2．了解电势能变化与电场力做功的关系．
3．了解电势的概念，体验用比值定义物理量的方法．
4．理解电势差的概念及其定义式，并能进行有关的计算．
5．了解电势差、电势、电势能之间的区别和联系．
6．了解等势面的概念，知道在等势面上移动电荷电场力不做功．1．电场力做功的特点：电场力的功跟电荷移动的路径____，只由电荷的____________．
2．电势能
(1)电荷在电场中具有的____________叫做电势能．
(2)电荷在电场中从A点移动到B点，电场力对该电荷做功，同时电荷的电势能改变，而且电场力所做的功WAB等于电势能Ep的减少量：______________.
当电场力做正功时，电势能______；电荷克服电场做功时，电势能______．答案：1．无关　始末位置决定
2．(1)与电荷的位置有关的势能　(2)WAB＝EpA—EpB　减少　增加 (3)要求电场中某点的电势能应选择________位置．
(4)电荷在某点具有的电势能，等于电场力把它从该点移到__________所做的功．
3．电势差：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，________________与________________的比值，叫做A、B两点间的电势差．公式：__________________.两点间电势差也叫做______，电势差与参考点的选取______．答案：(3)零电势点　(4)零电势点
3．电场力做的功WAB　所移动电荷的电荷量q　
UAB＝WAB/q　电压　无关4．电势：电场中任意一点A的电势，在数值上等于 ____________由A点移到参考点时，________所做的功．用 符号____来表示．公式：____________.电势是______．电场中某点的电势与____________有关，通常选择__________为零电势的位置．
5．等势面：________________________叫做等势面．答案：4．把单位正电荷　电场力　 　 A＝WAP/q　
标量　零电势点的选择　无穷远处或大地
5．电场中电势相等的点构成的面考点一 　电势能1．电场力的功：W＝F·scosα
α是F与s的夹角，根据F、s的方向决定电场力做正功、负功．如图所示，在电场中将电荷Q沿不同路径从A移到B，电场力所做功相同．电场力做功与路径无关只跟始末位置有关．2．电势能：电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能称为电势能．用Ep表示，单位：焦耳(J)．
(1)电势能是标量，有正负，无方向．电势能的正负仅表示大小，正值表示高于零电势能，负值表示低于零电势能．
(2)电势能由电场和电荷共同决定，属于电场和电荷系统所共有的，我们常习惯说成电场中的电荷所具有的．
(3)电势能是一个相对量，其数值与零电势能的选择有关，因此确定电荷的电势能首先确定参考点，也就是零电势能位置，即零电势位置．当场源电荷为有限大小时，在无穷远处，电势实际上已经减小为零，通常规定无穷远处的电势为零，电荷的电势能为零．由于地球是一个大导体，大地又可以看作与无穷远处相连接．因此，通常认为接地的带电体的电势能为零．当然也可规定某个特定的地方为零势能点，这要看解题的方便而定．
3．电场力做功和电荷电势能的变化关系
电场力做正功，电势能减少(电势能转化为其他形式的能)；电场力做负功，电势能增加(其他形式的能转化为电势能)；
电场力做功的多少，等于电势能的变化：
WAB＝EpA－EpB 在场强为4×105 V/m的匀强电场中，一质子从A点移动到B点，如图所示．已知AB间的距离为20 cm，AB连线与电场线方向成30°夹角，求电场力做的功以及质子电势能的变化．解析：质子从A到B电场力做正功，所做的功与质子所经过的路径无关，可由功的公式求解．
电场力对质子做的功为：
W＝qEdcosθ＝1.6×10－19×4×105×0.2× J
＝1.11×10-14 J
电场力做正功，质子的电势能减少了1.11×10-14 J
答案：1.11×10-14 J　减少了1.11×10-14 J练习1．（双选）一个负电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6 J的功，则(　　)
A．电荷在B处时将具有5×10－6 J的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6 J的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6 J
D．电荷的动能增加了5×10－6 J解析： 无论是正电荷还是负电荷，只要电场力做正功，电势能减少(电势能转化为其他形式的能)；电场力做负功，电势能增加(其他形式的能转化为电势能)；电场力做功多少，电势能就变化多少．由题知电场力做了5×10－6 J的功，电势能减少5×10－6 J转化为动能，C、D正确．电势能和动能都变化了5×10－6 J，并不能说明电势能和动能就是5×10－6 J．A、B错误．
答案：CD考点二 　 电势差1．定义：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，电场力做的功WAB与电荷量的q 的比值，叫做A、B两点间的电势差．公式：UAB＝WAB/q.单位：伏特(简称伏)．
2．标量性：电势差是标量，但有正、负，其正负表示两点电势的高低，不表示电场中两点间电势差的大小．如：－8 V与8 V表示的电势差的大小是一样的．可表示为UAB＝－UBA.两点间电势差也叫做电压．
3．绝对性：电场中两点间的电势差只与两点的位置有关，与零电势点的选取无关，只要两点确定了，两点间的电势差就确定了． 对于电场中的A、B两点，下列说法中正确的是(　　)
A．电势差定义式U＝W/q说明两点间的电势差与电场力做功W成正比，与移动电荷电量Q成反比
B．两点间的电势差等于将正电荷从A
点移动B点电场力做的功
C．将1 C的电荷从A点移动到B点，电场力做1 J的功，这两点间的电势差为1 V
D．若电荷由A点移动到B点的过程中，除受电场力外，还受其它力的作用，公式U＝W/q中的W就不再等于电场力做的功解析：电场中两点的电势差，由这两点本身的初、末位置决定．与在这两点间移动电荷的电量、电场力做功的大小无关．在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，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两点电势差UAB.A错．两点间的电势差等于单位电荷从其中一点移到另一点电场力所做的功．B错．根据电势差的定义C正确D错．
答案：C考点三　 电势 1．定义
(1)参考点：规定电势为零的点(P点电势为零)
(2)电势：电场中某点A的电势就是A点与参考点P的电势差． A＝UAP＝WAP/q
即电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零电势点时，电场力所做的功．2．电势是标量，单位：伏特，简称伏，用V表示，1 V＝1 J/C.
(1)电势是相对的，根据公式，只有先确定了某点的电势为零以后，才能确定电场中其它点的电势．通常取离电场无穷远处或大地的电势为零．这样，正点电荷的电场中，处处电势为正；负点电荷的电场中，处处电势为负．
(2)沿电场线方向，电势降低．3．电势与电势差的关系
(1)电势与电势差都是反映电场本身的性质(能的性质)的物理量，与试探电荷无关．
(3)某点的电势与零电势点的选取有关，两点间的电势差与零电势点的选取无关．
(4)电场中各点的电势虽是由电场本身确定，但它的数值大小又与零电势点的选择有关，是相对量；两点间的电势差是由电场中两点的位置决定的，两点电势差的数值是固定不变的，它不随零电势点的不同而改变． 把q1＝4×10－9 C的试探电荷放在电场中的A 点，具有6×10－8 J的电势能，
(1)求A点的电势．
(2)若把q1＝2×10－10 C的试探电荷放在电场中的A点，电荷所具有的电势能是多少？
(3)若把q1＝－2×10－12 C的试探电荷放在电场中的A点，电荷所具有的电势能又是多少？ 练习2．有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是(　　)
A．由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定
B．由放在该点的电荷的电量多少来决定
C．与放在该点的电荷的正负有关
D．是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关解析：电势是反映电场本身的性质(能的性质)的物理量，与试探电荷无关．
答案：D考点四 　等势面 1．等势面：电场中电势相等的点构成的面．
2．在同一等势面上的任意两点间移动电荷时电场力不做功．练习 （双选）下列说法正确的是(　　)
A．在等势面上移动电荷，电场力总是不做功
B．电荷从A点移到B点，电场力做功为零，则电荷一定是沿等势面移动的
C．在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相等的
D．电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面解析：在同一等势面上的任意两点间移动电荷时电场力不做功．A正确．电荷从A移到B，这个过程可能不是在等势面上移动，但是最终A、B两点在同一等势面上，所以电场力做功为零．B错误．同一等势面上场强大小不一定相等，例如等量异种电荷的等势面．C错误．沿着电场线方向电势是降低的，所以电场线也是从高的等势面指向低的等势面．
答案：AD一、电场力做功与电势能的关系
电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加；
电场力做功的多少，等于电势能的变化：
WAB＝EpA－EpB
据此可判断电势能和动能的变化和它们之间的联系． （双选）如图，在正点电荷Q形成的电场中，AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧.正点电荷q沿A→B→?C→?D→A移动，则该电荷q （ ）
A.沿BC运动时不受电场力作用?
B.沿DA运动时电场力不做功?
C.在B点时的电势能比在D点时小?
D.在A点时受到的电场力比在C点时小解析：在A、B、C、D各点都会受到电场力的作用，所以A错.沿DA运动，因为DA是等势线，所以电场力不做功，B正确.q由A到B，电场力做正功，电势能减小，A、D两点电势相等，q在A点、D点电势能相等，所以C对.A点场强比C点大，所以A点时受到的电场力比在C点时大，D错.?
答案：BC二、对于电势和电势差定义式的理解　 将一个电荷量为－2×10－8 C的点电荷，从零电势点S移到M点要反抗电场力做功4×10－8 J，则M点电势φM＝________，若将该电荷从M点移到N点，电场力做功14×10－8 J，则N点电势φN＝________，MN两点间的电势差UMN＝________.解析：本题可以根据电势差和电势的定义式解决，一般有下列两种解法：
解法一：严格按各量的数值正负代入公式求解．解法二：不考虑各量的正负，只是把各量数值代入公式求解，然后再用其他方法判断出要求量的正负．
由WSM＝qUSM因为电场力做负功，所以负电荷q受的电场力方向与移动方向大致相反，则场强方向与移动方向大致相同，三、比较电荷在电场中电势能的大小及电势高低 （双选）一个固定的光滑斜面，倾角为θ，其空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，一个质量为m的带电物块沿光滑斜面匀速下滑，下列说法正确的是（ ）
A?.物块一定带正电?
B?.物块受到的电场力大小是mg ?tanθ?
C?.物块受到的支持力是mg ?cosθ?
D?.物块向下运动过程中其电势增大，电势能减小解析：物块匀速下滑，合外力为零，受力分析，可知F电一定向右，与E同向，所以物块带正电，A正确.F电=F合 tanθ=mgtanθ，B正确.N=F合/cosθ=mg/cosθ,C错.物块下滑，电势升高，电场力做负功，电势能增大，D错.?
答案：AB?
练习3．如图所示，实线为一电场的电场线，A、B、C为电场中的三个点，那么以下的结论正确的是(　　)解析：由电场线的疏密程度可知EA>EB>EC,可画出过A、B、C三点的等势面，沿电场线方向点势降低，
答案：B祝您学业有成