人教版高二物理选修3-1第一章 1．5 电势差 （共28张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-1第一章 1．5 电势差 （共28张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 378.5KB | ||
| 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 | 2020-06-10 15:15:12 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
1.5
电势差
教学目标
理解电势差是描述电场的能的性质的物理量
知道电势差与电势零点的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算
知道电势与电势差的关系
，
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。
问题解决
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.?
电场力做功具有什么特点呢？?
电场力做功也与路径无关，仅跟电荷电量、电荷在电场中移动的两位置有关。
结论：根据类比法，对于同一电荷，电场力对它所做的功，决定于两位置，
也为一恒量。
一、电势差的概念
1．定义：电场中两点间
的差值．
2．电场中两点间的电势差与零电势点的选择
．
3．公式UAB＝φA－φB，UBA＝
，可见UAB＝
.
4．电势差是
，可以是正值，也可以是负值，也叫
．
5．电势差的单位是
，符号是
.
电势
无关
φB－φA
－UBA
标量
电压
伏特
V
对电势差的理解
1.电势差是表示电场的性质的物理量，只由电场本身的性质决定。电场中的电势是相对的，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关。
2.讲到电势差时，必须指明是哪两点的电势差。UAB＝-UBA。故要注意电势差的下标及下标的顺序。
3.电势差等于两点间的电势之差，所以电场中，某点的电势可以看成是该点与零电势点的电势差。
4.电势差是标量，但电势有正负之分，电势的正负表示电场中两点电势的高低，如UAB＝-6V，表示A点电势比B点电势低6V。
对静电力做功与电势差关系的理解
③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仅是电场力做的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功．式中各量均有正负，计算时W与U的角标要对应，即：WAB＝qUAB，WBA＝qUBA.
1．电势差有正负之分，如何理解电势差的正负？
提示： 电势差的正负不是物理中表示矢量方向的正负，而仅仅是表示一种比较关系，例如UAB＝6
V，表示A点的电势比B点高6
V；UAB＝－6
V，表示A点的电势比B点低6
V.
3．求静电力做功有哪些方法？
提示：
(1)利用功的定义求解
在匀强电场中，WAB＝qE·d，其中d为电荷沿电场线方向的位移．
(2)利用静电力做功与电势能变化量的关系求解
WAB＝EpA－EpB.
(3)利用电势差与静电力做功的关系求解
WAB＝qUAB.
(4)仅有静电力做功时，利用动能定理求解
W电＝Ek2－Ek1.
4、对电势差与电势关系的理解
电势φ
电势差U
联系
数值
关系
UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA
单位
相同，均是伏特(V)，常用还有kV，mV等
标矢性
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
【特别提醒】 (1)讲电势差，必须明确是哪两点的电势差，A、B间的电势差记为UAB，而B、A间的电势差记为UBA，UBA＝φB－φA＝－(φA－φB)＝－UAB.
(2)电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低，若UAB＞0，则φA＞φB，若UAB＜0，则φA＜φB；电势的正负表示比零电势点的电势高还是低，φA＞0，说明A点电势高于零电势点电势．
对电势差的理解及计算
1、在电场中把一个电荷量为－6×10－8
C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5
J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功为4.5×10－5
J，求A与C两点间的电势差．
课堂训练
针对训练1、一个带正电的质点，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，除电场力外，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两点间电势差φa－φb为( )
A．3×104
V
B．1×104
V
C．3×104
V
D．－1×104
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？
(2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB得φA＝UAB＝200
V.
由UBC＝φB－φC得
φC＝φB－UBC＝0－(－300)＝300
V.
电荷在A点的电势能
EpA＝qφA＝－3×10－6×200
J＝－6×10－4
J
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
针对训练2、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(如加热和光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，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．
答案： (1)13.6
V (2)3.4
V 1.51
V (2)10.2
V 1.89
V
只有静电力做功的问题
3、如右图所示，实线是电场线，虚线为等势面，已知相邻两等势面间的电势差相等，有一正电荷在等势面L3处的动能为20
J，运动到L1处的动能为零，若取L2处为零势面，则当此电荷的电势能为6
J时，它的动能(不计重力及其他阻力)是( )
A．16
J
B．24
J
C．6
J
D．4
J
解析： 电荷在运动过程中，因为只有电场力做功，所以电势能与动能之间发生转化，且动能与电势能的总和保持不变．设电荷由L3到L2，L2到L1电场力做功分别为W32、W21，因为U32＝U21，所以W32＝W21，由动能定理得W32＋W21＝20，即W32＝W21＝－10
J．设当电荷运动到等势面L2时，其动能为Ek2，W32＝Ek2－20
J，Ek2＝10
J．所以该电荷的动能和电势能的总和为10
J＋0＝10
J，故当电荷的电势能为6
J时，电荷的动能为4
J
答案： D
【反思总结】 在只有静电力做功的情况下，电势能和动能的总和保持不变．
课堂小结
1.电势差的概念几理解
2.电势差与电场力做功的关系
3.电势与电势差的区别和联系
4.公式的综合运用
作业布置
1.5
电势差
教学目标
理解电势差是描述电场的能的性质的物理量
知道电势差与电势零点的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算
知道电势与电势差的关系
，
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。
问题解决
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.?
电场力做功具有什么特点呢？?
电场力做功也与路径无关，仅跟电荷电量、电荷在电场中移动的两位置有关。
结论：根据类比法，对于同一电荷，电场力对它所做的功，决定于两位置，
也为一恒量。
一、电势差的概念
1．定义：电场中两点间
的差值．
2．电场中两点间的电势差与零电势点的选择
．
3．公式UAB＝φA－φB，UBA＝
，可见UAB＝
.
4．电势差是
，可以是正值，也可以是负值，也叫
．
5．电势差的单位是
，符号是
.
电势
无关
φB－φA
－UBA
标量
电压
伏特
V
对电势差的理解
1.电势差是表示电场的性质的物理量，只由电场本身的性质决定。电场中的电势是相对的，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关。
2.讲到电势差时，必须指明是哪两点的电势差。UAB＝-UBA。故要注意电势差的下标及下标的顺序。
3.电势差等于两点间的电势之差，所以电场中，某点的电势可以看成是该点与零电势点的电势差。
4.电势差是标量，但电势有正负之分，电势的正负表示电场中两点电势的高低，如UAB＝-6V，表示A点电势比B点电势低6V。
对静电力做功与电势差关系的理解
③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仅是电场力做的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功．式中各量均有正负，计算时W与U的角标要对应，即：WAB＝qUAB，WBA＝qUBA.
1．电势差有正负之分，如何理解电势差的正负？
提示： 电势差的正负不是物理中表示矢量方向的正负，而仅仅是表示一种比较关系，例如UAB＝6
V，表示A点的电势比B点高6
V；UAB＝－6
V，表示A点的电势比B点低6
V.
3．求静电力做功有哪些方法？
提示：
(1)利用功的定义求解
在匀强电场中，WAB＝qE·d，其中d为电荷沿电场线方向的位移．
(2)利用静电力做功与电势能变化量的关系求解
WAB＝EpA－EpB.
(3)利用电势差与静电力做功的关系求解
WAB＝qUAB.
(4)仅有静电力做功时，利用动能定理求解
W电＝Ek2－Ek1.
4、对电势差与电势关系的理解
电势φ
电势差U
联系
数值
关系
UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA
单位
相同，均是伏特(V)，常用还有kV，mV等
标矢性
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
【特别提醒】 (1)讲电势差，必须明确是哪两点的电势差，A、B间的电势差记为UAB，而B、A间的电势差记为UBA，UBA＝φB－φA＝－(φA－φB)＝－UAB.
(2)电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低，若UAB＞0，则φA＞φB，若UAB＜0，则φA＜φB；电势的正负表示比零电势点的电势高还是低，φA＞0，说明A点电势高于零电势点电势．
对电势差的理解及计算
1、在电场中把一个电荷量为－6×10－8
C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5
J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功为4.5×10－5
J，求A与C两点间的电势差．
课堂训练
针对训练1、一个带正电的质点，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，除电场力外，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两点间电势差φa－φb为( )
A．3×104
V
B．1×104
V
C．3×104
V
D．－1×104
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？
(2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB得φA＝UAB＝200
V.
由UBC＝φB－φC得
φC＝φB－UBC＝0－(－300)＝300
V.
电荷在A点的电势能
EpA＝qφA＝－3×10－6×200
J＝－6×10－4
J
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
针对训练2、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(如加热和光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，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．
答案： (1)13.6
V (2)3.4
V 1.51
V (2)10.2
V 1.89
V
只有静电力做功的问题
3、如右图所示，实线是电场线，虚线为等势面，已知相邻两等势面间的电势差相等，有一正电荷在等势面L3处的动能为20
J，运动到L1处的动能为零，若取L2处为零势面，则当此电荷的电势能为6
J时，它的动能(不计重力及其他阻力)是( )
A．16
J
B．24
J
C．6
J
D．4
J
解析： 电荷在运动过程中，因为只有电场力做功，所以电势能与动能之间发生转化，且动能与电势能的总和保持不变．设电荷由L3到L2，L2到L1电场力做功分别为W32、W21，因为U32＝U21，所以W32＝W21，由动能定理得W32＋W21＝20，即W32＝W21＝－10
J．设当电荷运动到等势面L2时，其动能为Ek2，W32＝Ek2－20
J，Ek2＝10
J．所以该电荷的动能和电势能的总和为10
J＋0＝10
J，故当电荷的电势能为6
J时，电荷的动能为4
J
答案： D
【反思总结】 在只有静电力做功的情况下，电势能和动能的总和保持不变．
课堂小结
1.电势差的概念几理解
2.电势差与电场力做功的关系
3.电势与电势差的区别和联系
4.公式的综合运用
作业布置