高中物理新教材优质课公开课第五节 电势差及其与电场强度的关系.pptx

第五节电势差及其与电场强度的关系

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;续表;一、电势差

1．填一填

(1)定义。

电场中两点间电势的_____叫作电势差，也叫_____。

(2)公式。

设电场中点A的电势为φA，点B的电势为φB，则A、B两点之间的电势差为：UAB＝________，B、A两点之间的电势差为：UBA＝_______，所以UAB＝______。

(3)电势差的正负。

电势差是_____，但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。

;电场本身的性质;3．想一想

把电荷从电场中电势较高的地方移动到电势较低的地方，电场力做正功还是负功？

提示：根据UAB＝φA－φB，电势差为正。由WAB＝qUAB，若q为负电荷，电场力做负功；若q为正电荷，则电场力做正功。

;Ed;伏特每米;3．想一想

如图所示，A、B两点不在同一直线上。

则电场强度E和电势差UAB之间有什么关系？;探究(一)对电势差的理解

[问题驱动]

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？

提示：(1)UAC＝15V，UAB＝10V，UAC＞UAB。;(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？

提示：φA＝18V，φB＝8V，φC＝3V，UAC＝15V，UAB＝10V，电势的大小与零电势点的选取有关，电势差的大小与零电势点的选取无关。

;有一电荷量为q＝－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4J。从B点移到C点时电场力做功9×10－4J。

(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？

(2)如果B点电势为0，则A、C两点的电势各为多少？点电荷在A、C两点的电势能各为多少？

;UCA＝UCB＋UBA＝100V。

(2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB，得φA＝UAB＋φB＝200V，由UBC＝φB－φC得

φC＝φB－UBC＝0－(－300)V＝300V。

点电荷在A点的电势能，EpA＝qφA＝－3×10－6×200J＝－6×10－4J，点电荷在C点的电势能，EpC＝qφC＝－3×10－6×300J＝－9×10－4J。

答案：(1)UAB＝200VUBC＝－300VUCA＝100V

(2)φA＝200VφC＝300VEpA＝－6×10－4J

EpC＝－9×10－4J

;[素养训练]

1．[多选]关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，下列说法正???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

解析：电势差与零电势点的选取无关，A错误；UAB＝－UBA，B正确；电势虽有正、负之分，但电势是标量，C错误；由UAB＝φA－φB知，若φB＝0，则φA＝UAB，D正确。

答案：BD

;2．在电场中将一带电荷量q＝－1×10－9C的负电荷从B点移至A点时，克服电场力做功2×10－6J，将该电荷从A点移至C点，则需克服电场力做功3×10－6J，则B、C两点间的电势差大小为 ()

A．5000VB．3000VC．2000VD．1000V;(1)从力和位移的角度计算静电力所做的功；通过A、B间的电势差计算静电力做的功。

提示：WAB＝Fd＝qEdWAB＝qUAB。

(2)比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系。

提示：UAB＝Ed。

(3)B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？

提示：UAC＝Ed。

;[重难释解]

1．电场强度与电势差的关系

;答案：(1)60V

(2)375V/m方向平行于ac，且由a指向c;计算电场强度应注意的问题

(1)在选取公式计算电场强度时，首先要注意公式的适用条件，然后判断题目中物理情境是否满足公式的适用条件。

(2)应用公式UAB＝Ed计算时，首先要明确所研究的电荷所处的电场必须是匀强电场，其次要明确所要研究的两点的距离应当是沿电场强度方向两点间的距离。如果给出电场中两点间的距离不是沿电场强度方向上的距离，则应通过数学知识转化为沿电场强度方向上的距离。

;[素养训练]

1．雷雨天，当空气中的电场强度超过2.5×104N/C，空气就会被“击穿”而放电。已知一片带电的乌云距离地面400m高，那么发生闪电前瞬间乌云与地面间的电势差至少为