物理課件：電勢差

物理選修3-1·人教版新課標(biāo)導(dǎo)學(xué)第一章靜電場5電勢差素養(yǎng)目標(biāo)定位※理解電勢差的概念※※掌握電場力做功與電勢差的關(guān)系，會(huì)用WAB＝qUAB解決有關(guān)問題※知道電勢差和電勢、等勢面的關(guān)系素養(yǎng)思維脈絡(luò)1課前預(yù)習(xí)反饋2課內(nèi)互動(dòng)探究3核心素養(yǎng)提升4課內(nèi)隨堂達(dá)標(biāo)5課后課時(shí)作業(yè)課前預(yù)習(xí)反饋1．定義電場中兩點(diǎn)間電勢的________，也叫________。2．關(guān)系式設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為φA，B點(diǎn)的電勢為φB，則：A、B兩點(diǎn)之間的電勢差為：UAB＝__________。B、A兩點(diǎn)之間的電勢差可以表示為：UBA＝__________。所以UAB＝______UBA。知識點(diǎn)1電勢差(電壓)差值電壓－3．電勢差的正負(fù)電勢差是________，但有正、負(fù)。電勢差的正、負(fù)表示兩點(diǎn)間電勢的高低。所以電場中各點(diǎn)間的電勢差可依次用__________相加。4．單位在國際單位制中，電勢差與電勢的單位相同，均為________，符號______。標(biāo)量代數(shù)法伏特V

知識點(diǎn)2電勢差與靜電力做功的關(guān)系EpA－EpB

電場能單位正電荷『判一判』(1)電場中兩點(diǎn)的電勢越高，電勢差越大。

(

)(2)UAB＞0說明從A到B電勢降低。

(

)(3)電勢差有正負(fù)值，是矢量。

(

)(4)WAB＞0說明電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中靜電力做正功。

(

)(5)若UAB＞0，則電場對電荷q做的功WAB＞0。

(

)(6)公式WAB＝qUAB適用于任何電場，不必考慮靜電力的大小和電荷移動(dòng)的路徑，對于靜電力是變力時(shí)，也同樣適用。

(

)思考辨析×

√

×

√

×

√

『選一選』如圖所示，是一個(gè)點(diǎn)電荷電場的電場線(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(gè)帶電荷量為q＝－1.0×10－8C的電荷，從A點(diǎn)沿不規(guī)則曲線路徑移到B點(diǎn)，靜電力做功為

(

)A．－2.0×10－8J

B．2.0×10－8JC．1.60×10－7J D．－4.0×10－8J解析：WAB＝qUAB＝－1.0×10－8×2J＝－2.0×10－8J。故選A。A

『想一想』觀察圖片，回答圖中問題并思考：電勢零點(diǎn)改變時(shí)，各點(diǎn)間的電勢差是否改變？解析：若C點(diǎn)電勢為零，A點(diǎn)電勢為4V，B點(diǎn)電勢為2V。比較可得，電勢零點(diǎn)改變時(shí)，各點(diǎn)間的電勢差不變。課內(nèi)互動(dòng)探究探究一對電勢差的理解戶外的高壓輸電線，電壓高達(dá)幾十萬伏，落在高壓線上的小鳥并沒有觸電受傷，你能解釋這是為什么嗎？1提示：戶外高壓線上的幾十萬伏高壓是指相鄰輸電線之間的電勢差，而小鳥是站在一根高壓線上，兩爪之間的電勢差非常小，流過小鳥的電流也非常小，當(dāng)然沒有生命危險(xiǎn)。1．關(guān)于電勢差的四點(diǎn)說明(1)電場中兩點(diǎn)間的電勢差，由電場本身決定，與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷的電荷量、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(diǎn)間的電勢差也有確定值。(2)講到電勢差時(shí)，必須明確所指的是哪兩點(diǎn)的電勢差。A、B間的電勢差記為UAB，B、A間的電勢差記為UBA。(3)電勢差為標(biāo)量，有正、負(fù)之分，電勢差的正負(fù)表示電場中兩點(diǎn)間的電勢的高低。(4)電場中兩點(diǎn)間的電勢差與電勢零點(diǎn)的選取無關(guān)。2．電勢差與電勢的比較

在電場中把一個(gè)電荷量為6×10－6C的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力做功3×10－5J，再將電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功1.2×10－5J，求A與B、B與C、A與C間的電勢差。典例1答案：5V－2V

3V〔對點(diǎn)訓(xùn)練1〕一個(gè)電荷量為10－6C的負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力要做功2×10－6J，從C點(diǎn)移到D點(diǎn)要克服電場力做功7×10－6J，若已知C點(diǎn)比B點(diǎn)電勢高3V，且A、B、C、D四點(diǎn)在同一條電場線上，則下列圖中正確的是

(

)C

探究二靜電力做功的多種求解方法帶電粒子可能在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)，也可能在非勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)，可能是只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，也可能是在多個(gè)力作用下運(yùn)動(dòng)，可能是做直線運(yùn)動(dòng)，也可能是做曲線運(yùn)動(dòng)……2思考：公式WAB＝qUAB適用于任何電場嗎？適用于帶電粒子受多個(gè)力的情況嗎？功的公式W＝Fscos

θ可以用來計(jì)算靜電力做的功嗎？提示：適用；適用；可以。1．電場力做功的求解四法四種求法表達(dá)式注意問題功的定義W＝Fd＝qEd(1)適用于勻強(qiáng)電場(2)d表示沿電場線方向的距離功能關(guān)系WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp(1)既適用于勻強(qiáng)電場也適用于非勻強(qiáng)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WAB＝qUAB動(dòng)能定理W靜電力＋W其他力＝ΔEk典例2解題指導(dǎo)：因?yàn)镼是正點(diǎn)電荷，所以以Q為圓心的球面是一個(gè)等勢面，這是一個(gè)重要的隱含條件。由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中電場力是變力，所以不能直接用W＝Fl求解，只能考慮運(yùn)用功能關(guān)系。〔對點(diǎn)訓(xùn)練2〕

(2019·河南省豫南九校高二上學(xué)期期末聯(lián)考)如圖甲所示，傾角為θ＝30°的光滑固定斜桿底端固定一個(gè)帶負(fù)電、電量為Q＝2.0×10－4C的小球A，將一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球B從斜桿的底端a點(diǎn)(與A靠得很近，但未接觸)靜止釋放，小球沿斜面向上滑動(dòng)過程中速度v隨位移s的變化圖象如圖(乙)所示。已知重力加速度g＝10m/s2，靜電力常量k＝9×109N·m2/C2。求：(1)小球B的荷質(zhì)比q/m；(2)小球B在b點(diǎn)時(shí)速度到達(dá)最大，求a、b兩點(diǎn)的電勢差Uab。答案：(1)2.5×10－5C/kg

(2)－1×106V核心素養(yǎng)提升1．只有電場力做功只發(fā)生電勢能和動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化，電勢能和動(dòng)能之和保持不變，它們之間的大小關(guān)系為：W電＝－ΔE電＝ΔEk。2．只有電場力和重力做功只發(fā)生電勢能、重力勢能和動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化，電勢能、重力勢能、動(dòng)能三者之和保持不變，功和能的大小關(guān)系為：W電＋WG＝－(ΔE電＋ΔEp)＝ΔEk。電場中的能量轉(zhuǎn)化問題3．多個(gè)力做功多種形式的能參與轉(zhuǎn)化，要根據(jù)不同力做功和不同形式的能轉(zhuǎn)化的對應(yīng)關(guān)系分析，總功等于動(dòng)能的變化，其關(guān)系為：W電＋W其他＝ΔEk。

一帶電油滴在勻強(qiáng)電場E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下。若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，能量變化情況為

(

)A．動(dòng)能減少B．電勢能增加C．動(dòng)能和電勢能之和減少D．重力勢能和電勢能之和