辽宁省北票市高中物理第一章静电场1.5电势差学案设计无答案新人教版选修3 - 1

都哦哦哦来了看看5 电势差

学习目标

1.掌握电势差的概念.

2.会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功.

自主探究

1.电荷、电场强度、电势、电势能是怎样定义的? 电荷: . 电场强度: . 电势: . 电势能: .

2.电场中两点间电势的 叫做电势差.

电场中的各点电势的大小与电势零点的选取 ,但电场中两点的电势差与电势零点的选取 .

电势与电势差都是反映电场中 的物理量.

合作探究

(一)电势差

【情景引入,展示目标】

某电场的等势面如图所示,试画出电场线的大致分布.

若以C点为电势零点,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?

若以B点为电势零点,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?

小结:

电势是描述电场能性质的物理量,并且在电场中的不同位置,电势不同,那么不同点的电势的差值就叫做电势差.

【推导】

根据教材第20页的电势差的定义和前面电势能与电场力关系的变化关系,试着推导电势差的定义式.

推导一:

推导二:

【思考讨论】

如图所示,如果B板接地(取大地的电势为0,则与大地相连的导体的电势也为0),则A点电势为8 V,M点的电势为6 V,N点电势为2 V,M、N两点间的电势差是多少?如果改为A都哦哦哦来了看看板接地,B板电势多大?M、N两点电势各多大?M、N两点间电势差多大?

【讨论后小结】

1.电势差与电势的关系: .

电势的数值与电势零点的选取 关,电势差的数值与电势零点的选取 关.

2.物体在重力作用下从高处向低处移动时,重力做功,对于同一个物体,重力做功越多,高度差越大.与此类似,同一个电荷从一点移动到另一点时,电场力做功越多,就说这两点间的电势差 .

电势差UAB与q、WAB均 关,仅与电场中A、B两点的位置 关. 3.电势差的物理意义: . UAB在数值上的含义: .

4.单位: ,符号 ,1 V= . (二)典型例题与尝试练习 【典型例题】

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在电场中把电荷量为2.0×10 C的正电荷从A点移到B点,电场力做功1.5×10J,再

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把这个电荷从B点移到C点,克服电场力做功4.0×10J.

(1)求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?

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(3)把-1.5×10 C的电荷从A移到C,静电力做多少功?电势能如何变化?变化多少? (4)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.

【尝试练习】

1.如图所示,Q是带负电的点电荷,A和B为其电场中的两点.若E1、E2为A、B两点的电场强度的大小,φ1、φ2为A、B两点的电势,则( )

A.E1>E2,φ1>φ2 B.E1>E2,φ1<φ2 C.E1φ2 D.E1

2.关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是( )

A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定

B.电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定

都哦哦哦来了看看C.电势差是矢量,电场力做的功是标量

D.在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点电势差相等

课堂检测

1.下列说法中正确的是( )

A.重力做功与路径无关,与移动物体的初末位置的竖直高度差有关,即WAB=mghAB B.静电场力做功与路径无关,与移动电荷的初末位置的电势差有关,即WAB=qUAB C.重力对物体做正功,其重力势能减少,做负功则重力势能增加

D.静电场力对正电荷做正功,正电荷电势能增加,对负电荷做正功,负电荷电势能减少 2.正电荷在电场中沿某一电场线从A到B,此过程中可能出现( ) A.AB间电势差一定是正的 B.电场力的大小保持不变 C.电荷克服电场力做功 D.电荷的电势能不断减小

3.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,电场强度EA>EB B.电势φA>φB,电场强度EA

C.将+q电荷从A点移动到B点电场力做正功

D.将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能EpA>EpB

4.如图A、B为两等量异号电荷,A带正电,B带负电,在A、B连线上有a、b、c三点,其中b为ac连线的中点,ab=bc,则( )

A.a点与c点的电场强度相同 B.a点与c点的电势相同

C.a、b间电势差与b、c间电势差相等

D.点电荷q沿A、B连线的中垂线移动,电场力不做功

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5.在静电场中,一个带电量q=2.0×10 C的负电荷从A点移动到B点,在此过程中,除电

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场力外,其他力做的功为4.0×10 J,质点的动能增加了8.0×10 J,则A、B两点间的电势差为 ( )

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A.2×10 V B.1×10 V C.4×10 V D.-2×10 V