18-19第1章第4節(jié)電勢和電勢差

1、第四節(jié)電勢和電勢差學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)（教師用書獨具）電毋和電勢懇1. 知道電場力做功的特點及電場力做功與電勢能改變的關(guān)系.（重點）2. 理解電勢差的概念及意義，會用公式Uab=WAB進(jìn)行計算.（難點）3. 理解電勢的定義及其相對性.（難點）知道等勢面的概念，知道在等勢面上移動電荷時電場力不做功.自主預(yù)習(xí)探新知知識梳理、電勢差1. 電場力做功特點：電場力做功跟電荷移動的路徑無關(guān)，只與電荷的始末位置有關(guān).2. 電場力做功與電勢能的關(guān)系電場力所做的功等于電勢能的減少量.（2）公式：WAb=EpAEpB.電勢差定義:（2）公式:單位:電場力做功與所移動電荷的電荷量的比值.WabUab=.q伏特，簡稱：伏

2、，符號：V,1伏二1焦耳/庫侖.、電勢1. 定義：單位正電荷從電場中的某點A移到參考點P時電場力做的功，就表示a點的電勢，符號為©2. 公式和單位：電勢的定義公式也=詈.單位是伏特,符號是V.3. 電勢差與電勢：Uab=©a©.三、等勢面1. 定義：電場中電勢相等的點構(gòu)成的曲面.2. 等勢面與電場強弱的關(guān)系：等勢面密的地方電場較強，等勢面疏的地方電場較弱.基礎(chǔ)自測1. 思考判斷(1) 沿不同路徑將電荷由A移至B,電場力做功不同.()(2) 電場力做正功，電勢能增加，電場力做負(fù)功，電勢能減小.()(3) 電勢差有正、負(fù)，因此電勢差是矢量.()(4) 電勢差可描述電場

3、本身性質(zhì).()(5) 電勢具有相對性，選不同的零電勢參考點，電勢的值不同.()(6) 電勢具有相對性，通常選無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零.()(7) 電勢有正負(fù)，所以是矢量.()(8) 點電荷的等勢面是球面.()由Uab=WAB可知，沿等勢面移動電荷，電場力不做功.()q【答案】(1)X(2)x(3)x(4)V(5)V(6)V(7)x(8)V(9)V某電場區(qū)域的電場線如圖1-4-1所示，把一個電子從A點移到B點時()圖1-4-1A.電子所受電場力增大，電子克服電場力做功B. 電子所受的電場力減小，電場力對電子做正功C. 電子所受的電場力增大，電勢能減少D. 電子所受的電場力增大，電勢能增大C電子從

4、A點向B點移動，電子受力方向與運動方向相同，所以電場力做正功，電勢能減少.又因為電場線密處場強大，同時粒子的受力也大，所以電子在B點受力要大于A點.2. 侈選)下列關(guān)于電勢高低的判斷，正確的是()A. 負(fù)電荷從A移到B時，電場力做正功，A點的電勢一定較高B. 負(fù)電荷從A移到B時，電勢能增加，A點的電勢一定較低C. 正電荷從A移到B時，電勢能增加，A點的電勢一定較低D. 正電荷只在電場力作用下從靜止開始，由A移到B,A點的電勢一定較高CD根據(jù)電場力做功和電勢能變化的關(guān)系，不管是對正電荷做功還是對負(fù)電荷做功，只要做正功電勢能就減少，只要做負(fù)功電勢能就增加.正、負(fù)電荷在電勢高低不同的位置具有的電勢能

5、不同，正電荷在電勢高處具有的電勢能多；負(fù)電荷在電勢低處具有的電勢能多.所以C、D正確.(多選)下列關(guān)于等勢面的說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：52592019】A.沿電場線方向，電勢降低；電勢降低的方向就是電場的方向B. 在同一等勢面上移動電荷時，電場力不做功在電場中將電荷由a點移到b點，電場力做功為零，則該電荷一定是在等勢面上運動C. 某等勢面上各點的場強方向與該等勢面垂直BD電場線的方向就是電勢降低最快的方向，但電勢降低的方向不一定沿電場線，等勢面上各點的場強方向與等勢面垂直.故A錯誤，D正確.電場力做功為零，說明始末位置的電勢差為零，但物體不一定在等勢面上移動，故B正確，C錯誤.合作探究攻重難

6、考釗電場力做功與電勢差1. 電場力做功的特點電場力對電荷所做的功，與重力做功相似，只與電荷的初末位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān).2. 電場力做功正負(fù)的判定若電場力是恒力，當(dāng)電場力方向與電荷位移方向夾角為銳角時，電場力做正功；夾角為鈍角時，電場力做負(fù)功；夾角為直角時，電場力不做功.(1) 根據(jù)電場力與瞬時速度方向的夾角判斷.此法常用于判斷曲線運動中變化電場力的做功情況夾角是銳角時，電場力做正功；夾角是鈍角時，電場力做負(fù)功；電場力和瞬時速度方向垂直時，電場力不做功.(2) 若物體只受電場力作用，可根據(jù)動能的變化情況判斷根據(jù)動能定理，若物體的動能增加，則電場力做正功，電勢能減少；若物體的動能減少，則

7、電場力做負(fù)功，電勢能增加.3. 對電勢差的理解定義式Uab=，式中Uab為A、B兩點間的電勢差，Wab為q從初位置A運動到末位置B時電場力做的功，計算時W與U的角標(biāo)要對應(yīng).(1) 決定因素：由電場本身性質(zhì)決定，與Wab、q無關(guān).(2) 物理意義：反映電場能的性質(zhì).(3) 絕對性：電場中兩點間的電勢差只與兩點位置有關(guān).(4) 標(biāo)量性：電勢差是標(biāo)量，但有正負(fù)，其正負(fù)并不表示方向.仞如圖1-4-2所示，勻強電場的場強E=1.2x102N/C，方向水平向右，一點電荷q=4X10一8C沿半徑為R=20cm的圓周，從A點移動到B點，已知/AOB=90°求：圖1-4-2(1) 這一過程電場力做多少

8、功？是正功還是負(fù)功？(2) A、B兩點間的電勢差Uab為多大？思路點撥：從A點移動到B點，根據(jù)功的定義式求電場力做的功Wab.利用公式UabWabq求出電勢差.【解析】(1)從A點移動到B點位移大小1=2R，方向與電場力的夾角9135°.故從A點移動到B點，電場力做功：WAb=qElcos9=4X10一8X1.2X102x,2X0.2Xcos135°J=9.6X10-7J.由公式Uab=晉得A、B兩點間的電勢差：M-24V.9.6X10-7【答案】(1)9.6X10-7j負(fù)功(2)-24V公式Uabq中正負(fù)號的含義Uab=4X10-8WAb的正負(fù)由q及Uab的乘積決定.Wa

9、b>0,電場力做正功；WAb<0,電場力做負(fù)功.(1) Uab的正負(fù)由A、B兩點的電勢決定.Uab>0,(|a>婦;Uab<0,也<帕針對訓(xùn)練1. 侈選)對于電場中A、B兩點，下列說法正確的是()電勢差的定義式Uab=她，說明兩點間的電勢差Uab與靜電力做功Wabq成正比，與移動電荷的電荷量q成反比A. A、B兩點間的電勢差等于將單位正電荷從A點移到B點靜電力所做的功將1C電荷從A點移到B點，靜電力做1J的功，這兩點間的電勢差為1VB. 若電荷由A點移到B點的過程，除受靜電力外，還受其他力的作用，電荷電勢能的變化就不再等于靜電力所做的功BC根據(jù)電勢差的定義，

10、電場中兩點間的電勢差等于將單位正電荷從一點移到另一點時靜電力所做的功，僅由電場及兩點的位置決定，與移動的電荷量及W做功的多少無關(guān)，即U是定義式，所以A錯誤，B、C正確.電勢能的變化唯一決定于靜電力做功，與其他力是否做功、做多少功無關(guān)，D錯誤.君處目電勢與電勢差、電勢能的區(qū)別電勢與電勢差對比電勢©電勢差U區(qū)別定義電勢能與電量的比值也二WAPq電場力做功與電量比值WabUabq決定因素由電場和在電場中的位置決定由電場和場內(nèi)兩點位置決疋相對性有，與零電勢點的選取有關(guān)無，與零電勢點的選取無關(guān)聯(lián)系數(shù)值關(guān)系Uab=也一招，當(dāng)招=0時，Uab=旅單位相同，均是伏特(V)，常用的還有kV、mV等標(biāo)矢

11、性都是標(biāo)量，但均具有正負(fù)物理意義均是描述電場能的性質(zhì)的物理量2電勢能與電勢的區(qū)別與聯(lián)系電勢©電勢能Ep物理意義反映電場的能的性質(zhì)的物理量反映電荷在電場中某點所具有的能量相關(guān)因素電場中某一點的電勢©的大小，只跟電場本身有關(guān)，跟點電荷q無關(guān)電勢能的大小是由點電荷q和該點電勢©共同決定的大小電勢沿電場線逐漸降低，規(guī)定零電勢點后，某點的電勢高于零，則為正值；某點的電勢低于零，則為負(fù)值正點電荷(+q):電勢能的正負(fù)跟電勢的正負(fù)相同；負(fù)點電荷(一q):電勢能的正負(fù)跟電勢的正負(fù)相反單位伏特(V)焦耳(J)聯(lián)系©q或Epq©，一者均是標(biāo)量有一帶電荷量q=3X1

12、06C的點電荷，從電場中的A點移到B點卜例時，克服電場力做功6X104J，從B點移到C點時電場力做功9X104J求:(1)AB、BC、CA間電勢差各為多少？如以B點電勢為零，貝UA、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?思路點撥根據(jù)U=q計算Uab和Ubc，再根據(jù)Uca=Ucb+Uba計算Uca.M求電勢和電勢能時，要參考零電勢點求解.【解析】電荷由A移向B克服電場力做功，即電場力做負(fù)功.Wab=46X10J4Uab=Wabq6X10V=200V3X10同理,UbcWbcq49X106V=300V.3X10Uca=Ucb+Uba=Ubc+(Uab)=300V200V=100V

13、.若姐=0,由Uab=機一姐得也=Uab=200V由Ubc=姐一血得杞=加Ubc=0(300)V=300V電荷在零電勢處的電勢能為零，由Wab=EpaEpb,W3C=EpB-Epc可得：EpA=Wb=6X104JEpc=Wbc=9X104J.【答案】(1)200V300V100V(2)200V300V6X10一4J9X10一4J1電場力做的功、電勢能、電勢等物理量的正負(fù)號不要標(biāo)錯.,2求解電勢差時，注意角標(biāo)的排序不能去掉，例如Uab=Uba.,3只有規(guī)定了零電勢點，才能確定電場中各點的電勢、電勢能.針對訓(xùn)練將一正電荷從無窮遠(yuǎn)處移到電場中M點，電勢能減少了8.0X10一9J,若N點，電勢能增加了

14、9.0X10-9J,將另一等量的負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場中的則下列判斷中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：52592020】恤(|n0C.(|n(|m0B.血恤0D.恤權(quán)0_9WmEpM08.0X10JWmEpN_0(n=-_q_q99.0X10_J-q根據(jù)電勢的定義式g=罟,因此(|n<4m<0，故C正確.考點3等勢面的理解i等勢面的特點(1) 等勢面一定與電場線垂直，即跟場強的方向垂直.(2) 在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功.(3) 電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.(4) 任意兩個等勢面都不會相交.(5) 等勢面越密的地方電場強度越大，即等差等勢面的分布的疏密可以描述電

15、場強弱.2. 幾種常見電場的等勢面點電荷電場的等勢面是一系列以點電荷為球心的同心球面：如圖1-4-3中虛線所示.圖1-4-3等量異種電荷的電場的等勢面，如圖1-4-4，過兩點電荷連線中點的垂直平分面是一個等勢面.圖1-4-4圖1-4-5(1) 等量同種正電荷的電場的等勢面，如圖1-4-5.(2) 勻強電場的等勢面，是與電場線垂直的，間隔相等且相互平行的一簇平面，如圖1-4-6.圖1-4-6例如圖1-4-7所示，三個同心圓是以點電荷Q為圓心的等勢面，相鄰等勢面的電勢差相等，則下列說法正確的是（）圖1-4-7A一個點電荷+q在B點所受的電場力比在A點的大B. 個點電荷+q在B點具有的電勢能比在A點

16、的小C. 將同一個電荷由B點移到D點電場力做的功比由C點移到A點多D. 將電荷+q由B點移到C點，電場力做正功D點電荷電場中，離點電荷越近場強越大，所以Ea>Eb，點電荷+q在A點受的電場力比在B點受的電場力大，故A錯誤.從B向A移動+q，電場力做正功，電勢能減小，即+q在B點電勢能比在A點大，故B錯誤.從B到D移動電荷量為+q的電荷，靜電力做功W3D=qUBD，從C到A所做的功是Wca=qUcA，因為Ubd=Uca，故W3d=Wda，即C錯誤.從B到C移動+q,由于Ubc>0，故對于正電荷，電場力做正功，W3c=qUBC>0，D正確.等勢面的四種應(yīng)用由等勢面可以判斷電場中各

17、點電勢的高低及差值.（2）由等勢面可以判斷電荷在電場中移動時電場力做功的情況.（3）由于等勢面和電場線垂直，已知等勢面的形狀分布，可以繪制電場線，從而確定電場的分布情況.（4）由等差等勢面的疏密，可以定性地確定某點場強的大小.針對訓(xùn)練如圖1-4-8所示，是一個點電荷產(chǎn)生的電場的電場線（箭頭線）和等勢面（虛線），兩等勢面之間的電勢差大小為2V.有一個帶電荷量為q=1.0X108C的電荷，從A點沿不規(guī)則曲線路徑移到B點，電場力做功為（）圖1-4-8第9頁88A. 2.0X10JB2.0X10JC.1.60X107JD.4.0X108JB由Wab=qUAB得Wab=1.0X108X2J=2.0X10

18、8J,故B項對.當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基1. 侈選）關(guān)于電勢差Uab和電勢也、招的理解，正確的是（）A. Uab表示B點相對于A點的電勢差，即Uab=為一旅B. Uab和Uba是不同的，它們的關(guān)系為Uab=UbaC. 旅、由都可以有正、負(fù)，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(yuǎn)處為電勢零點BDUab表示A點相對于B點的電勢差，Uab=旅一招，A錯；Uba表示B點相對于A點的電勢差，Uba=婦一也，故Uab=Uba，B對；電勢是標(biāo)量，正負(fù)號是相對于零電勢點而言的，正號表示高于零電勢點，負(fù)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(yuǎn)處或大地為零電勢

19、點，D對（多選）一帶電粒子沿著圖1-4-9中曲線JK穿過一勻強電場，a、b、c、d為該電場的電勢面，其中晶島”曲，若不計粒子受的重力，可以確定（）圖1-4-9A.該粒子帶正電B. 該粒子帶負(fù)電C. 從J到K粒子的電勢能增加D. 粒子從J到K運動過程中的動能與電勢能之和不變BD電場方向是由高電勢指向低電勢，所以電場方向水平向左，粒子受到的電場力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，即電場力方向水平向右，所以粒子帶負(fù)電，A錯誤，B正確；電場力方向和速度方向夾角為銳角，所以電場力做正功，電勢能減小，動能增加，故C錯誤；粒子運動過程中只有電場力做功，所以電勢能和動能之和保持不變，D正確侈選)如圖1-4-10所示，在點電荷電場中的一條