鲁科版高中物理必修第三册精品课件 第2章 电势能与电势差 第3节 电势差与电场强度的关系 (2).ppt

答案C2.如图所示,匀强电场中有一平行四边形abcd,且平行四边形所在平面与电场强度方向平行。其中φa=10V,φb=6V,φd=8V,则c点电势为()A.10V B.4V C.7V D.8V答案B解析在匀强电场中,由公式U=Ed得,沿着任意方向每前进相同的距离,电势变化相等,故有φa-φd=φb-φc,则φc=φb-φa+φd=(6-10+8)V=4V,故选B。3.如图所示,某电场的等势面用实线表示,各等势面的电势分别为10V、6V和-2V,则UAB=,UBC=,UCA=。?解析由电势差的定义得,因A、B两点在同一个等势面上,故有φA=φB=10V,而φC=-2V,所以A、B间的电势差UAB=φA-φB=10V-10V=0,B、C间的电势差UBC=φB-φC=10V-(-2V)=12V,C、A间的电势差UCA=φC-φA=-2V-10V=-12V。答案012V-12V本课结束探究一电势差与静电力做功[情境探究](1)身高与站的位置有关吗?(2)思考讨论:电势差的值与零电势点的位置有关吗?要点提示(1)无关。(2)无关。[知识归纳]1.关于电势差的三点说明(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所带的电荷量、静电力做功的大小无关。(2)求电势差时,必须明确所要求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。若UAB0则φAφB,若UAB0则φAφB。(4)公式WAB=qUAB适用于任何电场,UAB为电场中A、B两点间的电势差,WAB仅是静电力做的功,式中各量均有正、负。(5)不管电场是否是匀强电场,静电力是否是恒力,都可以利用WAB=qUAB来[应用体验]典例1如图所示,在电场强度E=1.5×103N/C的匀强电场中,有A、B、C三点,AB垂直于电场线,BC平行于电场线,AB=3cm,BC=4cm,AC=5cm,A、B间的电势差UAB=0,B、C间的电势差UBC与A、C间的电势差UAC相等,且UBC=UAC=60V,把一正电荷q=+1.0×10-8C放在A点,求下列问题。(1)正电荷在A点所受到的静电力为多大?方向是怎样的?(2)正电荷分别沿A→B→C和A→C路线到达C点,静电力各做了多少功?电势能怎样变化?变化了多少?解析(1)正电荷在A点所受的静电力F=qE=1.5×10-5N,方向与电场线方向相同,因为匀强电场中各点的电场强度的大小和方向都相同,所以正电荷在电场中各点受的静电力都相同。(2)正电荷沿A→B→C路线,静电力做功WABC=WAB+WBC=qUAB+qUBC=6.0×10-7J,同理,正电荷沿A→C路线,静电力做功WAC=qUAC=6.0×10-7J。由于静电力对正电荷做的功等于正电荷的电势能的减少量,所以正电荷从A点移到C点电势能减少,减少的电势能ΔEAC=6.0×10-7J。答案(1)1.5×10-5N方向与电场线方向相同(2)6.0×10-7J6.0×10-7J电势能减少减少了6.0×10-7J规律方法静电力做功的特点与求解方法(1)静电力做功与路径无关,只与始、末两点的位置有关,故WAC=WAB+WBC。(2)在利用公式或WAB=qUAB进行有关计算时,有两种处理方案。方案一:各物理量均带正、负号运算,但代表的意义不同;WAB的正、负号表示正、负功;q的正、负号表示电性;UAB的正、负号反映φA、φB的高低;计算时W与U的角标要对应,即WAB=qUAB,WBA=qUBA。方案二:WAB、q、UAB均代入绝对值,然后再结合题意判断电势的高低。针对训练1在匀强电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,静电力做功1.5×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功-4.0×10-7J。(1)A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低?(2)A、B两点间,B、C两点间,A、C两点间的电势差各是多大?(3)把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点,静电力做多少功?(4)根据以上所得结果,定性地画出电场分布的示意图,标出A、B、C三点可能的位置。解析(1)正电荷从A点到B点,静电力做正功,A点电势比B点电势高。正电荷从B点到C点,静电力做负功,C点电势比B点电势高,但由B点到C点克服静电力做功较多,所以C点电势最高,B点电势最低。=-200V,A、