高中物理（人教版）選修3-1 第1章 第5節(jié)　電勢差

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第五節(jié)電勢差 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解電勢差的概念 知道電勢差與零電勢點的選擇無關(guān) 2 掌握兩點間電勢差的表達(dá)公式 知道兩點之間電勢差的正負(fù)號與這兩點的電勢高低之間的對應(yīng)關(guān)系 3 知道在電場中移動電荷時靜電力做功與兩點間電勢差之間的關(guān)系 會應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行相關(guān)的計算 重點難點 應(yīng)用UAB 進(jìn)行有關(guān)計算 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第五節(jié)電勢差 課前自主學(xué)案 課前自主學(xué)案 一 電勢差1 概念 電場中兩點間電勢的 也叫電壓 2 表達(dá)式 UAB 3 矢標(biāo)性 電勢差是 但電勢差有正 負(fù)之分 其正負(fù)表示電場中兩點間電勢的 差值 A B 標(biāo)量 高低 思考感悟電勢差UAB與UBA有何不同 提示 電勢差UAB A B 而電勢差UBA B A 故UAB UBA 可見計算電勢差U時 要注意其下標(biāo)順序 WAB q qUAB 核心要點突破 特別提醒 電勢差的正負(fù)不代表電場中電勢差的大小 只區(qū)分兩點電勢的高低 如UAB 5V表示A點電勢比B點電勢低5V 若UCD 3V 不能說AB間的電勢差小于CD間的電勢差 即用絕對值比較大小 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 1 下列說法正確的是 A 電勢差與電勢一樣 是相對量 與零電勢點的選取有關(guān)B 電勢差是一個矢量 有正值和負(fù)值之分C 由于電場力做功跟移動電荷的路徑無關(guān) 所以電勢差也跟移動電荷的路徑無關(guān) 只跟這兩點的位置有關(guān)D A B兩點的電勢差是恒定的 不隨零電勢點的不同而改變 所以UAB UBA答案 C 二 計算電場力做功的方法1 W qEd 適用于勻強(qiáng)電場 公式中d表示始末位置間沿電場方向的距離 2 WAB EpA EpB Ep 適用于任何電場 3 WAB qUAB 既適用于勻強(qiáng)電場 又適用于非勻強(qiáng)電場 特別提醒 應(yīng)用WAB qUAB時 各量的符號問題 1 帶正 負(fù)號進(jìn)行運(yùn)算 根據(jù)計算結(jié)果的正 負(fù)判斷電勢高低或功的正 負(fù) 2 只將絕對值代入公式運(yùn)算 例如計算WAB 無論q UAB正負(fù) 只將它們的絕對值代入公式 若要確定WAB的正負(fù) 可根據(jù)靜電力方向和位移方向的夾角判定 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 2 2011年蚌埠高二檢測 如圖1 5 1所示的勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為103N C ab平行于電場線 ab cd 4cm ac bd 3cm 則下述計算結(jié)果正確的是 圖1 5 1 A ab之間的電勢差為40VB ac之間的電勢差為50VC 將q 5 10 3C的點電荷沿矩形路徑abdc移動一周 電場力做功是 0 25JD 將q 5 10 3C的點電荷沿abd從a移動到d 電場力做功是0 25J 解析 選A 由U Ed得Uab 40V 故A正確 a c在同一等勢面上 Uac 0 B錯 移動一周W 0 C錯 Wad Wab 40 5 10 3 J 0 2J 故D錯 課堂互動講練 在電場中把一個電荷量為 6 10 8C的點電荷從A點移到B點 電場力做功為 3 10 5J 將此電荷從B點移到C點 電場力做功為4 5 10 5J 求 1 A與C兩點間的電勢差 2 取C點為電勢零點時 A的電勢為多大 精講精析 法一 把電荷從A移到C電場力做功WAC WAB WBC 3 10 5J 4 5 10 5J 1 5 10 5J 則A C間的電勢差 答案 1 250V 2 250V 變式訓(xùn)練1如圖1 5 2所示的電場中 將2C的正電荷分別由A C兩點移動到B點時 靜電力所做的功分別是30J 6J 如果取B點為零電勢點 A C兩點的電勢分別是 A C A C間的電勢差UAC 如果取A為零電勢點 那么 B C UAC 圖1 5 2 答案 15V 3V18V 15V 18V18V 思路點撥 帶電粒子在電場中運(yùn)動 因不知是否為勻強(qiáng)電場 所以動能定理比較好用 答案 C 題后反思 動能定理適用于各種運(yùn)動 各種場合 與做功和能量相關(guān)的問題可先考慮使用動能定理解決 如圖1 5 3所示 虛線為靜電場中的等勢面1 2 3 4 相鄰的等勢面之間的電勢差相等 其中等勢面3的電勢為零 一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運(yùn)動 經(jīng)過a b兩點時的動能分別為26eV和5eV 當(dāng)這一點電荷運(yùn)動到某一位置 其電勢能變?yōu)?8eV時 它的動能應(yīng)為 圖1 5 3 A 8eVB 13eVC 20eVD 34eV 思路點撥 電荷在電場中運(yùn)動的過程中 只有靜電力對電荷做功 因此電荷的電勢能與動能之和不變 自主解答 由于電荷在電場中移動時只有靜電力做功 因此能量之間的轉(zhuǎn)化只有動能和電勢能之間的轉(zhuǎn)化 1 2 3 4為等差等勢面 等勢面3的電勢為零 從等勢面1到等勢面4電荷減少的動能為21eV 所以從1到3減少的動能為14eV 故電荷在等勢面3上的動能為12eV 故當(dāng)電勢能為 8eV時 動能為20eV 答案 C 規(guī)律總結(jié) 1 帶電粒子只有電場力做功時 電勢能和動能之和不變 在涉及重力做功時 電勢能 重力勢能與動能之和不變 2 一般先是在零電勢面處求能量總量 然后再求解電荷通過其他等勢面時的有關(guān)問題 變式訓(xùn)練3 2011年西安高二檢測 一帶電粒子只在電場力的作用下沿圖1 5 4中曲線JK穿過一勻強(qiáng)電場 a b c d為該電場的等勢面 其中有 a b c d 若不計粒子的重力 可以確定 A 粒子帶正電B 從J到K粒子的電勢能增加C 該粒子帶負(fù)電D 粒子從J到K運(yùn)動過程中的動能與電勢能之和可能增加 圖1 5 4 解析 選C 由題意可知 帶電粒子從J移動到K點 電勢逐漸升高 該粒子只受電場力作用 所以該粒子必定帶負(fù)電 從J到K 電場力做正功 所以電勢能降低 整個過程能量變化情況是 電勢能轉(zhuǎn)化為動能 根據(jù)能量守恒定律 動能和電勢能的總和是不變的 所以C對 A B D錯 知能優(yōu)化訓(xùn)練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點此進(jìn)入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全