人教版選修31 第1章 5　電勢差 學案.doc

5電勢差學 習 目 標知 識 脈 絡(luò)(教師獨具)1.知道電勢差的概念，知道電勢差與電勢零點的選擇無關(guān)2掌握兩點間電勢差的表達式，知道兩點之間電勢差的正、負與這兩點電勢高低之間的對應關(guān)系(重點)3知道在電場中移動電荷時靜電力做功與兩點間電勢差的關(guān)系，會應用靜電力做功的公式進行計算(難點)自 主 預 習探 新 知知識梳理一、電勢差1定義電場中兩點間電勢的差值叫做電勢差，也叫電壓2公式設(shè)電場中a點的電勢為a，b點的電勢為b，則a、b兩點之間的電勢差為：uabab.b、a兩點之間的電勢差為：ubaba.所以uabuba.3電勢差的正負電勢差是標量，但有正、負電勢差的正、負表示兩點電勢的高低所以電場中各點間的電勢差可依次用代數(shù)法相加二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系1公式推導電荷q在電場中從a點移到b點，由靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系可得：wabepaepb，由電勢能與電勢的關(guān)系可得epaqa，epbqb.所以wabq(ab)quab，所以有uab.2公式：uab.3物理意義電場中a、b兩點間的電勢差等于電場力做的功與電荷量q的比值基礎(chǔ)自測1思考判斷(1)wab0說明電荷從a點移到b點的過程中靜電力做正功()(2)uab0說明從a到b電勢升高(abcbacab dcbac因為uabab75 v0，所以ab，因為ubcbc200 v0，所以bc，又uacuabubc75 v(200)v125 v0，所以aab，c正確3.如圖151所示，a、b是電場線上的兩點，將一點電荷q從a點移到b點，電場力做功w，且已知a、b間的距離為d，以下說法中正確的是()圖151aa、b兩點間的電勢差為bb、a兩點間的電勢差為cb點的電勢為da點的電勢為a由wqu知a、b兩點間的電勢差uab，所以uba，所以a項正確，b項錯誤；題中沒有指明零電勢點，所以c、d項錯誤合 作 探 究攻 重 難電勢與電勢差1.對電勢差的幾點認識(1)電場中兩點間的電勢差，由電場本身決定，與在這兩點間移動的電荷的電量、靜電力做功的大小無關(guān)在確定的電場中，即使不放入電荷，任何兩點間的電勢差也有確定值(2)對于電勢差必須明確指出是哪兩點間的電勢差，而且先后順序不能亂如a、b間的電勢差記為uab，b、a間的電勢差記為uba，而uabuba.(3)電勢差為標量，有正、負之分，電勢差的正負表示電場中兩點電勢的高低(4)電場中兩點間的電勢差與零電勢位置的選取無關(guān)2電勢差與電勢的對比電勢電勢差u區(qū)別定義電勢能與電量的比值電場力做功與電量的比值u決定因素由電場和在電場中的位置決定由電場和場內(nèi)兩點位置決定相對性有，與零電勢位置的選取有關(guān)無，與零電勢位置的選取無關(guān)聯(lián)系數(shù)值關(guān)系uabab，當b0時，uaba單位相同，均是伏特(v)標矢性都是標量，且均具有正負物理意義均是描述電場的能的性質(zhì)的物理量有一帶電荷量q3106 c的點電荷，從電場中的a點移到b點時，克服靜電力做功6104 j，從b點移到c點時，靜電力做功9104 j求：(1)ab、bc、ca間電勢差各為多少？(2)如果b點電勢為零，則a、c兩點的電勢各為多少？電荷在a、c兩點的電勢能各為多少？思路點撥：(1)可根據(jù)uab分析電勢差(2)可由確定電勢及電勢能【解析】(1)根據(jù)u則uab v200 v，即ab200 vubc v300 v，即bc300 vucaca100 v.(2)若b0，則a200 v，c300 vepaaq200(3106) j6104 j.epccq300(3106) j9104 j.【答案】(1)200 v300 v100 v(2)200 v300 v6104 j9104 j(1)wabepaepbqaqbq(ab)quab.(2)公式uab中功和電荷量應包含正負號，若代入絕對值計算，則只能求出電勢差的絕對值.(3)電子伏特(ev)是能量單位，與焦耳(j)的換算關(guān)系是：1 ev1.61019 j.針對訓練1.如圖152所示，a、b、c是氫原子的核外電子繞核運動的三個可能軌道，取無窮遠電子的電勢能為0，電子在a、b、c三個軌道時對應的電勢能分別為13.6 ev、3.4 ev、1.51 ev，由于某種因素(如加熱或光照)的影響，電子會沿橢圓軌道躍遷到離核更遠的軌道上運動，求：圖152(1)a、b、c三點的電勢大??；(2)a、b間，b、c間電勢差的大小. 【導學號：55282043】【解析】(1)電子的帶電荷量q1.61019 c，據(jù)電勢的定義得，a13.6 v.同理b3.4 v，c1.51 v.(2)uabab(13.63.4) v10.2 vubcbc(3.41.51) v1.89 v.【答案】(1)13.6 v3.4 v1.51 v(2)10.2 v1.89 v靜電力做功的計算1.靜電力做功的四種求法四種求法表達式注意問題功的定義wfdqed(1)適用于勻強電場(2)d表示沿電場線方向的距離功能關(guān)系wabepaepbep(1)既適用于勻強電場，也適用于非勻強電場(2)既適用于只受電場力的情況，也適用于受多種力的情況電勢差法wabquab動能定理w靜電力w其他力ek2.應用公式wabquab時的兩點注意(1)wab、uab、q均可正可負，wab取負號表示從a點移動到b點時靜電力對電荷做負功，uab取負號表示a0)的粒子在勻強電場中運動，a、b為其運動軌跡上的兩點已知該粒子在a點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60；它運動到b點時速度方向與電場方向的夾角為30.不計重力求a、b兩點間的電勢差. 【導學號：55282044】圖154【解析】設(shè)帶電粒子在b點的速度大小為vb.粒子在垂直于電場方向的速度分量不變，即vbsin 30v0sin 60由此得vbv0設(shè)a、b兩點間的電勢差為uab，由動能定理有quabm(vv)解得uab.【答案】當 堂 達 標固 雙 基1(多選)下列關(guān)于電勢差和靜電力做功的說法中，正確的是()a電勢差的大小由靜電力在兩點間移動電荷做的功和電荷的電荷量決定b靜電力在兩點間移動某電荷做功的多少由兩點間的電勢差和該電荷的電荷量決定c電勢差是矢量，靜電力做的功是標量d在勻強電場中與電場線垂直的平面上任意兩點的電勢差均為零bd電勢差表征電場的能的性質(zhì)，與試探電荷無關(guān)，選項a錯誤；由wqu可知，選項b正確；電勢差和靜電力做的功都是標量，選項c錯誤；勻強電場中與電場線垂直的平面為等勢面，等勢面上任意兩點的電勢差為0，選項d正確(多選)關(guān)于電勢差uab和電勢a、b的理解，正確的是()auab表示b點相對于a點的電勢差，即uabbabuab和uba是不同的，它們有關(guān)系uabubaca、b都可以有正、負，所以電勢是矢量d電勢零點的規(guī)定是任意的，但人們通常規(guī)定大地或無窮遠處為電勢零點bduab表示a點相對于b點的電勢差，uabab，a錯；uba表示b點相對于a點的電勢差，ubaba，故uabuba，b對；電勢是標量，正負號是相對于零電勢點而言的，正號表示高于零電勢點，負號表示低于零電勢點，c錯；零電勢點理論上是可以任意選取的，但通常取無窮遠處或大地為零電勢點，d對2.如圖155所示為某靜電場等勢面的分布，電量為1.6109 c的正點電荷從a經(jīng)b、c到達d點，從a至d，電場力對電荷做的功為()圖155a4.8108 jb4.8108 jc8.0108 j d8.0108 jb由于uadad40 v(10) v30 v，所以從a至d，電場力對電荷做的功：wadquad1.6109(30) j4.8108 j，b正確(多選)若在某電場中將5.0108 c的正電荷由a點移到b點，靜電力做功6.0103 j，則()aa、b兩點間的電勢差是1.2105 vba、b兩點間的電勢差是3.01010 vc若在a、b兩點間由a至b移動2.5108 c的正電荷，則靜電力做功3.0103 jd若在a、b兩點間由a至b移動1.0107