人教版高中物理必修第3册 第十章 静电场中的能量 2.电势差.ppt

2.电势差第十章

内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习

学习目标1.理解电势差的概念,知道电势差的正负表示两点间电势的高低关系。(物理观念)2.推导静电力做功跟电势差的关系式,会用公式WAB=qUAB计算静电力所做的功。(科学思维)3.理解等势面的概念。会画常见电场的等势面。通过论证等势面一定垂直于电场线,体会反证法在推理过程中的应用。(科学思维)

思维导图

课前篇自主预习

【必备知识】一、电势差1.定义:电场中两点间电势的差值叫作电势差,也叫电压。2.公式:设电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则A、B两点之间的电势差为:UAB=φA-φB。B、A两点之间的电势差为:UBA=φB-φA。所以UAB=-UBA。3.电势差的正负:电势差是标量(选填“矢量”或“标量”),但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。4.电势差的单位:在国际单位制中,电势差与电势的单位相同,均为伏特,符号是V。

二、等势面1.等势面:电场中电势相同的各点构成的面。2.电场线与等势面的关系:电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。3.在同一个等势面上移动电荷时静电力不做功。4.等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小。

【自我检测】1.正误判断,判断结果为错误的小题说明原因。(1)在两点间移动电荷时,静电力做正功,则两点间的电势差大于零。()答案×解析若在两点间移动负电荷时,静电力做正功,则这两点间电势差为负值。(2)在电场中的两点之间移动相同电荷,静电力做功越多,两点间的电势差越大。()答案√

(3)电势差的定义式,说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比。()答案×解析电势差仅由电场及电场中两点的位置决定,与移动的电荷量及做功的多少无关。(4)电场线越密集的地方,等差等势面也越密集。()答案√

2.如图所示,MN是电场中某一条电场线上的两点,若负电荷由M移到N时,电荷克服静电力做功,下列说法不正确的是()A.M点和N点之间一定有电势差B.M点的电场强度一定大于N点的电场强度C.电场线的方向从M指向ND.M点的电势高于N点的电势答案B解析负电荷从M移到N时,电荷克服静电力做功,则负电荷所受的静电力的方向是从N到M,则电场线的方向为由M指向N。判断知选项A、C、D正确,B错误,本题选不正确的,故选B。

3.一个电荷量为q=2.0×10-9C的带正电的质点在静电场中由a点移动到b点过程中,除静电力外,其他力做的功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a、b两点间的电势差Uab为()A.1×104V B.-1×104VC.4×104V D.-7×104V答案A解析设此过程中静电力对点电荷做的功为Wab,由动能定理可知W外+Wab=ΔEk,即Wab=ΔEk-W外=2.0×10-5J,则a、b两点间的电势差为=1.0×104V,故A正确。

课堂篇探究学习

探究一电势差【情境导引】在对吊脚楼进行测量时,若测量起点改变,则吊脚楼上A点和B点的高度是否也相应改变?A、B两点的高度差h变化吗?同样,在电场中,选择不同的位置作为零电势点,电场中同一点的电势怎样变化?电场中两点间电势的差值怎样变化?吊脚楼

要点提示选择不同的测量起点时,不同地方的高度往往不同,但两个地方的高度差不会因测量起点的不同而变化。与此类似,在电场中零电势点的选取不同,某点的电势会不同,零电势点变化时,两点间的电势差不会改变,电势差没有相对性,与零电势点位置无关。

【知识归纳】1.关于电势差的四点说明(1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差也有确定值。(2)讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA。(3)电势差为标量,有正、负之分,电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低。(4)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。

2.电势差与电势的比较比较项电势φ电势差U区别定义电势能与电荷量的比值静电力做功与电荷量的比值决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和电场内两点位置决定相对性有,与零电势点的选取有关无,与零电势点的选取无关联系数值关系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

【典例示范】例1有一个带电荷量q=-3×10-6C的点电荷,从某电场中的A点