高中物理 第一章 第5節(jié) 電勢差課件 新人教版選修3-1.ppt

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第五節(jié) 電勢差,,第一章 靜電場,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.理解電勢差的概念，知道電勢差與電勢零點(diǎn)的選擇無關(guān)． 2．掌握兩點(diǎn)間電勢差的表達(dá)公式，知道電勢差的正負(fù)號與電勢高低之間的對應(yīng)關(guān)系． 3．知道靜電力做功與電勢差之間的關(guān)系，會(huì)應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算．,,第一章 靜電場,一、電勢差 1．定義：電場中兩點(diǎn)間電勢的________，也叫________．,差值,電壓,φA－φB,φB－φA,UAB＝－UBA,3．電勢差的正負(fù) UAB為正值：A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)___________． UAB為負(fù)值：A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)___________． 4．單位：在國際單位制中，電勢差與電勢的單位相同，均為___________，符號___________. [想一想] 1.(1)電勢差是矢量還是標(biāo)量？它的正負(fù)表示什么含義？ (2)電場中兩點(diǎn)的電勢差，與零勢面的選取有關(guān)嗎？ 提示：(1)標(biāo)量.若UMN＞0，表示M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)的電勢；若UMN＜0，表示M點(diǎn)的電勢低于N點(diǎn)的電勢. (2)無關(guān).,高,低,伏特,V,2．結(jié)論：靜電力做功與___________無關(guān)，只與初、末位置的___________有關(guān)．,EpA－EpB,路徑,電勢差,[判一判] 2.(1)WAB0說明電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中靜電力做正功．( ) (2)UAB0說明從A到B電勢升高．( ) (3)WAB越大，UAB越大，UAB與WAB成正比．( ) 提示：(1)√ (2)× (3)×,1．電勢差 (1)電場中兩點(diǎn)的電勢差，由電場本身的初末位置決定．在確定的電場中，即使不放入電荷，任何兩點(diǎn)間的電勢差都有確定的值；與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)，即有絕對性． (2)講到電勢差時(shí)，必須明確所指的是哪兩點(diǎn)的電勢差．A、B間的電勢差記為UAB，而B、A之間的電勢差記為UBA.且UAB＝－UBA. (3)電勢差是標(biāo)量，但電勢差有正、負(fù)，且電勢差的正、負(fù)表示電場中兩點(diǎn)電勢的高低，如UAB＝－6 V，表示B點(diǎn)的電勢比A點(diǎn)的電勢高6 V.,對電勢差的理解,2．電勢與電勢差的區(qū)別與聯(lián)系,(1)電場中某點(diǎn)的電勢在數(shù)值上等于該點(diǎn)與零電勢點(diǎn)之間的電勢差 (2)電勢與電勢差的單位相同，皆為伏特(V),特別提醒：理解電勢差的概念時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)電勢、電勢差、電場強(qiáng)度三者間不能由其中一個(gè)物理量確定其余兩個(gè)物理量．例如，電勢高(或低)時(shí)，電勢差不一定大(或小)，電場強(qiáng)度不一定大(或小)． (2)電勢差與高度差有很多相似之處，理解時(shí)兩者可加以類比.,在電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB＝75 V，B、C兩點(diǎn)間的電勢差UBC＝－200 V，則A、B、C三點(diǎn)的電勢高低關(guān)系為( ) A．φAφBφC B．φAφAφB D．φCφBφA [思路探究] 電勢差的正負(fù)號的物理意義是什么？ [解析] 由UAB＝φA－φB知UAB＝75 V表示φA比φB高75 V, UBC＝－200 V，表示φC比φB高200 V，所以三點(diǎn)電勢高低為φCφAφB，故選C.,C,(1)談到電勢差時(shí)，必須明確所指的是哪兩點(diǎn)(兩位置)的電勢差．A、B間的電勢差記為UAB，B、A間的電勢差記為UBA，UAB≠UBA，在這里一定要注意下標(biāo)及下標(biāo)順序！ (2)電勢差的正負(fù)號表示電勢高低．,1. 如圖所示，某電場的等勢面用實(shí)線表示，各等勢面的電勢分別為10 V、6 V和－2 V，則UAB＝______，UBC＝______，UCA＝________. 解析：在題圖中，A、B兩點(diǎn)在同一等勢面上， 則有φA＝φB，故UAB＝φA－φB＝10 V－10 V＝0， B、C間的電勢差為UBC＝φB－φC ＝10 V－(－2 V)＝12 V， C、A間的電勢差為UCA＝φC－φA ＝－2 V－10 V＝－12 V.,0,12 V,－12 V,靜電力做功和電勢差的關(guān)系,2．靜電力做功的計(jì)算方法 (1)功的定義法：WAB＝qElcos α＝qEd,d是沿電場方向的位移. (2)電勢差法：WAB＝qUAB. (3)功能關(guān)系法：WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB. (4)動(dòng)能定理法：WAB＋W其他力＝ΔEk. 說明：(1)式只適用于勻強(qiáng)電場，(2)、(3)、(4)適用于任何靜電場．,特別提醒：應(yīng)用WAB＝qUAB時(shí)，各量的符號問題： (1)帶正、負(fù)號進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)計(jì)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(jì)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．,如圖所示，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E＝1.2×102 N/C，方向水平向右，一點(diǎn)電荷q＝4×10－8 C沿半徑為R＝20 cm的圓周，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，已知∠AOB＝90°，求： (1)這一過程中電場力做多少功？是正功還是負(fù)功？ (2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB為多大？ [思路探究] 在該題中，功的定義式能否適用？,[答案] (1)9.6×10－7 J 負(fù)功 (2)－24 V,(1)公式WAB＝qUAB與W＝qElcos α相比，其優(yōu)勢在于不必考慮靜電力的大小和電荷移動(dòng)路徑．特別是當(dāng)靜電力是變力時(shí),靜電力的功只能用公式WAB＝qUAB來計(jì)算． (2)應(yīng)用WAB＝qUAB時(shí)必須注意公式中各個(gè)物理量的符號．WAB對應(yīng)著電場力做功的正負(fù)；q對應(yīng)著電荷的正負(fù)；UAB對應(yīng)著電勢差的正負(fù)．,2．有一帶電荷量q＝－3×10－6C的點(diǎn)電荷，從某電場中的A 點(diǎn)移到B點(diǎn)，點(diǎn)電荷克服電場力做功6×10－4 J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力對電荷做功9×10－4 J，求A、C兩點(diǎn)間的電勢差并說明A、C兩點(diǎn)哪點(diǎn)的電勢較高．,答案：－100 V C點(diǎn),規(guī)范答題——用能量觀點(diǎn)解決電場問題 [范例] (9分)如圖所示，在O點(diǎn)放置一個(gè)正電荷．在過O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)，自由釋放一個(gè)帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m、電荷量為q.小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實(shí)線表示)相交于B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，∠BOC＝30°，A距離OC的豎直高度為h.若小球通過B點(diǎn)的速度為v，試求： (1)小球通過C點(diǎn)的速度大?。?(2)小球由A到C的過程中電勢能的增加量．,[答案] 見答題模板,[名師點(diǎn)評] (1)電荷在電場中運(yùn)動(dòng)與力學(xué)問題相比，從功的角度看多了一個(gè)靜電力做功,從能量角度看,多了一個(gè)電勢能. (2)在解決電場中的能量問題時(shí)常用到的基本規(guī)律有動(dòng)能定理、能量守恒，有時(shí)也會(huì)用到功能關(guān)系.應(yīng)用動(dòng)能定理解決問題需研究合外力的功(或總功).應(yīng)用能量守恒解決問題需注意電勢能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化.應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應(yīng)關(guān)系.,