【名师同步导学】2013–2014学年高中物理第1章第5节电势差课件新人教版选修3–1.ppt

第5节　电势差 1．定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压． 2．公式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA. 3．单位：伏特，符号是V. 4．理解电势差的注意事项 (1)电势差是表示电场能的性质的物理量，只由电场本身的性质决定．电场中电势是相对的，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关； (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，而B、A间的电势差记为UBA，且UAB＝－UBA； (3)电势差是标量，但电势差有正、负之分，且电势差的正、负表示电场中两点电势的高低，如UAB＝－6 V，表示A点的电势比B点的电势低6 V. 电势可以和高度类比，电势差可以和高度差类比．注意体会类比法的运用． 电势φ 电势差UAB＝φA－φB 区别 (1)(电场中某点的)电势与电势零点的选取有关(一般取无限远处或地球表面的电势为零电势) (2)电势由电场本身决定，反映电场的能的性质 (3)相对量 (4)标量，可正可负，正负号相对电势零点而言 (1)(电场中两点间的)电势差与电势零点的选取无关 (2)电势差由电场和这两点间的位置决定 (3)绝对量 (4)标量，可正可负，正负号反映了φA、φB的高低 联系 (1)电场中某点的电势在数值上等于该点与电势零点之间的电势差 (2)电势与电势差的单位相同，皆为伏特(V) 5．电势差与电势的区别和联系 电势差等于两点的电势之差，反过来，某点电势也可看成该点与零电势点的电势差，φA＝UAO，φO＝0. 3．电场力做功 在电场中A、B两点间移动电荷时，电场力做的功等于电荷量与两点间电势差的乘积，即WAB＝qUAB. (1)公式WAB＝qUAB适用于任何电场，其中UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是电场力做的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功． (2)静电力做功与路径无关，只与初、末位置的电势差有关． (3)公式WAB＝qUAB中各量均有正负，计算时W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA.另外，计算时各量也可用绝对值代入，而功的正负可借助于力与移动方向间的关系确定． 静电力做功的计算方法： (1)根据电势能的变化与静电力做功的关系计算：静电力做了多少功，就有多少电势能和其他形式的能发生相互转化． (2)应用公式WAB＝qUAB计算，可求变力做功． (3)应用功的定义式求解匀强电场中静电力做的功W＝qEscosθ.注意：此法只适用于匀强电场． (4)由动能定理求解静电力做的功W电＋W其他＝ΔEk.即若已知动能的改变量和其他力做功的情况，就可由上述式子求解静电力做的功. 有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4 J，从B点移到C点时电场力做功9×10－4 J．求： (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？ (2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB得， φA＝UAB＝200 V 由UBC＝φB－φC得， φC＝φB－UBC＝0－(－300) V＝300 V 电荷在A点的电势能EpA＝qφA＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J， 电荷在C点的电势能EpC＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J. 【答案】　(1)200 V　－300 V　100 V (2)200 V　300 V　－6×10－4 J　－9×10－4 J 电场中A、B两点的电势分别为800 V、－200 V．一个电荷量为2×10－8 C的点电荷，由A运动到B，静电力做了多少功？电荷的电势能发生了怎样的变化？ 解析： 答案：2×10－5 J　减少2×10－5 J 【方法总结】 此类问题往往涉及的力学规律较多，首先分析带电粒子受力情况，然后再分析各力做功情况及电势能、动能的变化，用动能定理求解，但要注意变力做功不能直接用W＝Flcosα计算． 1.下列说法正确的是(　　) A．A、B两点的电势差，等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功 B．电势差是一个标量，但是有正值或负值之分 C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关 D．A、B两点的电势差是恒定的，不随着零电势面的不同而改变，所以UAB＝UBA 3．一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移动到b点．在这个过程中，除静电力外，其他外力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差Uab为(　　) A．1×104 V　　　　　 B．－1×104 V C．4×104 V D．－7×104