（人教版）选修3-1物理 1.5《电势差》ppt课件

（人教版）选修3-1物理 1.5《电势差》ppt课件内容摘要：

1、第 5节 电势差 1 掌握电势差的概念 ， 知道电势差与电势零点的选择无关 2 知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系 3 掌握在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系 ， 会应用静电力做功的公式进行相关的计算 4 体会电势差的分析过程和计算时应注意的问题 ， 培养严谨的科学态度 要点一 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： A B， B A， 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 2、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、 而 B、 且 (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 6 V， 表示 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 5 电势差与电势的区别和联系 电势 电势差 A B 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 3、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 A、 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) 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 ， A O 0. 要点二 电势差与静电力做功的关系 1 推导： 电荷 q 从电场中 A 点移到 B 点，由静电力做功与电势能变化的关系可得 ，由电势能与电势的关系 p A 所以 q ( A B) 以有 即电场中 A 、 B 两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷 q 的比值 2 4、 U W (1) 电势差 U q 、 W 移动电荷 的路径均无关，仅与电场中 A 、 B 的位置有关，故电势差反映了电场本身的性质不能认为 U W 正比，与 q 成反比，但可以利用 W q 来测量 A 、 B 两点间的电势差 U A B (2) q 从初位置 A 移动到末位置 B 的过程中静电力做的功， 可能为负值； 电荷取正值，负电荷取负值在计算 q 的正负可直接代入 (3) 由 点移到 B 点时电场力所做的功 若电场力做正功， 电场力做负功，则 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 W B (1) 公式 W B 适用于任何电 5、场，其中 U 电场中 A 、 B 两点间的电势差， W 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 W B 中各量均有正负，计算时 W 与 W B ， W A 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 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 法只适用于匀强电场 (4)由动能定理求解静电力做的功 6、 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 从电场中的 点时 ， 克服电场力做功 6 10 4 J， 从点时电场力做功 9 10 4 J 求： (1) (2)如果 则 A、 电荷在 A、 题 型 1 关于电势差的计算方法 【解析】 (1) 解法一：先求电势差的绝对值，再判断正、负 | | q |6 10 43 10 6 V 200 V ， 因负电荷从 A 移到 B 克服电场力做功，必是从高电势点移向低电势点，即： A B， 200 V ， | q |9 10 43 10 6 V 300 V ， 因负电荷从 B 移到 C 电场力做正功，必是从低电势点移向高电势点，即： B 7、C， 300 V ， ( 300 V 200 V 100 V . 解法二：直接取代数值法 电荷由 A 移向 B 克服电场力做功即电场力做负功， 6 10 4J 6 10 4 3 10 6 V 200 V 10 4 3 10 6 V 300 V ， ( 300 V 200 V 100 V . (2)若 B 0， 由 A A 200 V 由 B C B 0 ( 300) V 300 V 电荷在 3 10 6 200 J 6 10 4 J， 电荷在 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 8、 10 4 J 【 方法总结 】 (1) 明确研究的是哪两点之间的电势差 (2) 选择合适的公式： U W A B (3) 利用 U W q 进行计算时，可将各量数值连同正、负号代入公式计算，也可直接将各物理量都取绝对值计算，然后根据题意判断电势差的正负 变式训练 1图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷， 两电荷连线的中垂线上， O 为两电荷连线中点， L ，一质量为 m 、电荷量为 q 的负点电荷若由静止从 A 点释放则向上最远运动至 O 点现若以某一初速度向上通过 A 点，则向上最远运动至 力加速度为 g . 该负电荷从 点的过程中电势能的变化情况是 _ ；经过 O 点时速度 9、大小为 _ 解析： 从 A 点运动到 O 点的过程中，电场力对负电荷做正功，电势能减少，从 O 点运动到 B 点的过程中，电场力做负功，电势能增加，故电荷电势能的变化情况为先减小后增大；负电荷从 A 点运动到 O 点的过程中，根据动能定理得， 0 ，同理，负电荷从 A 点运动到 0 12m 中 立解得， v 2 答案： 先减小后增大 2 题 型 2 电场中功能关系的应用 如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷 Q 为圆心的某圆交于 B 、 C 两点，质量为 m 、带电荷量为 q 的有孔小球从杆上 A 点无初速度下滑，已知 q Q ， h ，小球滑到 B 点时速度大小为3 求： (1) 小 10、球由 A 到 B 的过程中电场力做的功； (2) 点的电势差 【 分析 】 借助功能关系可求出 的过程中电场做的功；因 求出 【解析】 (1) 因为杆是光滑的，所以小球从 A 到 B 过程中只有两个力做功：电场力做功 W E 和重力做功 由动能定理得： W E mg h 12m v 入已知条件 v B 3 E 12m 3 12 (2) 因为 B 、 C 在同一个等势面上，所以 B C， 即 Eq 为正电荷，由电场线的方向可以判断 A B 、 C 两点的电势差 q. 【答案】 (1) 12 (2 ) q 【 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 11、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 (2014乐山一模 )如图所示 ， 长为 L、 倾角为 30 的光滑绝缘斜面处于电场中 ， 一带电量为 q、 质量为 以初速度 到达斜面顶端的速度仍为 则( ) 变式训练 2 若电场是匀强电场，则该电场场强的最大值一定是 A 、 B 两点的电势差一定为小球在 B 点的电势能一定小于小球在 A 点的电势能 D 若该电场是由 中垂线上某点的点电荷 Q 产生的，则 Q 一定是 正电荷 解析： 若电场是匀强电场 ， 则小球沿斜面做匀速直线运动 ， 如图所示： 只要电场力沿斜面向上的分力与重力沿斜面向下的分力相抵消 ， 重 力、电场力的合力就可以为零，所以电场强度没有最大值，故 A 选项错误； 从 A 点到 B 点的过程中，根据动能定理得 si B 0 ，则 U qq，故 B 选项正确； 由上述分析 ， 从 点的过程中 ， 电场力做正功 ， 根据功能关系可知 ， 电势能减少 ， 小球在。