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§10-2电势差
一、学习目标
1.理解电势差的概念,知道电势差与零电势点的选择无关.
2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系.
3.知道什么是等势面,知道电场线一定垂直于等势面,并能理解等势面的特点.
4.会用UAB=φA-φB及UAB=eq\f(WAB,q)进行有关计算.
二、学习过程
【问题探究】电场中A、B、C、D四点的电势如图所示.
(1)A、C及A、B间的电势差各为多少?哪个较大?
(2)若取D点电势为零,则A、B、C三点的电势各为多少?A、C及A、B间的电势差各为多少?通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点?
【知识点1】电势差
1.定义:电场中两点间电势的差值。
电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关。
2.公式:UAB=φA-φB,UBA=φB-φA,可见UAB=-UBA。
3.标矢性:电势差是标量。
4.电势差的正负eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(UAB为正值:A点电势比B点高。,UAB为负值:A点电势比B点低。))
5.静电力做功与电势差的关系:WAB=EpA-EpB=qφA-qφB=q(φA-φB),即WAB=qUAB。
例题1、(多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解,正确的是()
A.电势与电势差均是相对量,均与零电势点的选取有关
B.UAB和UBA是不同的,它们存在关系:UAB=-UBA
C.φA、φB都有正、负,所以电势是矢量
D.若φB=0,则φA=UAB
例题2、在电场中一条电场线上有A、两点,如图所示。若将一负电荷,从A点移至点,电荷克服电场力做功。试求:
(1)电场方向;
(2)A、两点的电势差,哪一点电势高?
(3)在这一过程中,电荷的电势能怎样变化?
(4)如在这一电场中有另一点C,已知,若把这一负荷从移至电场力做多少功?是正功还是负功?
【问题探究】(1)类比地图上的等高线,简述什么是等势面?
(2)当电荷从同一等势面上的A点沿等势面移到B点时,电荷的电势能是否变化?静电力做功情况如何?
【知识点2】等势面
1.定义:电场中电势相同的各点构成的面.
2.等势面的特点
(1)在同一个等势面上移动电荷时,静电力不做功.
(2)等势面一定跟电场线垂直,即跟电场强度的方向垂直.
(3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.
例题3、真空中两个点电荷所带电荷量相等,其电场的等势面如图所示,图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是()
A.这两个点电荷电性相同,一定都是正电荷
B.P点的场强一定比Q点的场强大
C.P点电势一定比Q点电势低
D.正检验电荷在P点的电势能一定比在Q点的电势能大
例题4、如图所示,曲线表示某电场的等势面,图中a、b、c、d、e为电场中的5个点,则分析正确的是()
A.一正电荷从b点运动到e点,电势能不变
B.一电子从a点运动到d点,电场力做功为
C.b点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向左
D.a、b、c、d四个点中,b点的电场强度大小最小
跟踪训练:如图所示,三个同心圆是电荷量为+q的点电荷周围的三个等势面,A、B、C是这三个等势面与一条电场线的交点,且lAB=lBC。A、C两点的电势分别为φA=10V和φC=2V,则B点的电势()
A.等于6V B.低于6V C.高于6V D.无法确定
例题5、如图所示,在与纸面平行的匀强电场中有I、II、III三点,其电势分别为6V、2V、2V。下列画出经过I点的电场线正确的是()
A. B.
C. D.
§10-2电势差作业
班级:学号:姓名:
一、选择题
1.关于电势差的描述,正确的是()
A.电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关
B.电势差是标量,没有正值和负值之分
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,不随零电势点的改变而改变,所以UAB=UBA
2.在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V,B、C两点间的电势差为UBC=-100V,则A、B、C三点电势高低关系为()
A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA
3.关于静电场的电场线和等势线,下列四个图中错误的是()
A. B.
C. D.
4.如图所示,下列说法正确的是()
A.φAφB
B.负电荷在A点时的电势能大于在B点时的电势能
C.负电荷由B移动到A时静电力做正功
D.UAB0
5.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,场强方
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