第5節(jié)電勢(shì)差,基礎(chǔ)知識(shí),核心要點(diǎn),學(xué)習(xí)效果,核心素養(yǎng),基礎(chǔ)知識(shí)探究,教材探究,知識(shí)點(diǎn)一,電勢(shì)差,【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】電場(chǎng)中A,B,C,D四點(diǎn)的電勢(shì)如圖所示.(1)A,C及A,B間的電勢(shì)差為多少?哪個(gè)較大?(2)若取D點(diǎn)電勢(shì)為零,則A,B,C三點(diǎn)的電勢(shì)為多少?A,C及A,B間的電勢(shì)差為多少?通過(guò)以上計(jì)算可以總結(jié)出電勢(shì)、電勢(shì)差各具有什么特點(diǎn)?,答案:(1)UAC=15V,UAB=10V;UAC>UAB.,【知識(shí)梳理】1.定義:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的差值,叫做電勢(shì)差,也叫電壓.3.標(biāo)矢性:電勢(shì)差是,有正負(fù),UAB>0,表示A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì).4.單位:電勢(shì)差的單位和電勢(shì)的單位相同,為,符號(hào)是.,電勢(shì),標(biāo)量,高,伏特,V,知識(shí)點(diǎn)二,靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系,【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】電荷量為q的電荷沿如圖所示的曲線由電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),已知A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為A,B,則:(1)電荷在A,B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能分別為多少?此過(guò)程靜電力做功WAB為多少?(2)由上述問(wèn)題可以得出靜電力做功與電勢(shì)差之間有什么樣的關(guān)系?,【知識(shí)梳理】1.關(guān)系公式:WAB=或UAB=.2.物理意義:電場(chǎng)中A,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于做的功與電荷量q的比值.,qUAB,靜電力,思考判斷,1.電勢(shì)差與電勢(shì)一樣,是相對(duì)量,與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān).()2.電勢(shì)差是一個(gè)標(biāo)量,但是有正值和負(fù)值之分.()3.若UAB>0,說(shuō)明從A到B電勢(shì)降低.()4.若將電荷q從電場(chǎng)中的A點(diǎn)分別移到B,C,D各點(diǎn)過(guò)程中,靜電力做功相同,則B,C,D三點(diǎn)的電勢(shì)必然相等.(),核心要點(diǎn)突破,要點(diǎn)一,電勢(shì)和電勢(shì)差的理解,1.對(duì)電勢(shì)差的進(jìn)一步理解(1)電勢(shì)差的客觀性:電勢(shì)差雖然可以由UAB=表示,但電勢(shì)差UAB由電場(chǎng)本身決定,在確定的電場(chǎng)中,即使不放入電荷,任何兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也有確定值.(2)電勢(shì)差的絕對(duì)性:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān).,2.電勢(shì)和電勢(shì)差的比較,1)電勢(shì)的正負(fù)表示電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的高低.若某點(diǎn)的電勢(shì)為正值,則該點(diǎn)的電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)高;若某點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)值,則該點(diǎn)的電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)低.2)電勢(shì)差的正負(fù)表示電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的高低.若UAB為正值,則A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高;若UAB為負(fù)值,則A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)低.,狀元心得,【例1】(多選)下面關(guān)于靜電力做功和電勢(shì)差的說(shuō)法中,正確的是()A.電勢(shì)差的大小由靜電力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷所做的功和電荷量決定B.靜電力在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功的多少由這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和電荷量決定C.電勢(shì)差是矢量,靜電力做的功是標(biāo)量D.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,與電場(chǎng)線垂直的某個(gè)方向上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差均為零,解析:電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差,電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量,它的大小由電場(chǎng)的性質(zhì)決定.因此電勢(shì)差的大小也由電場(chǎng)的性質(zhì)決定,與在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷所做的功和電荷量無(wú)關(guān),因而選項(xiàng)A錯(cuò)誤.但在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功是由這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和電荷量決定的,所以選項(xiàng)B正確.電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差,電勢(shì)是標(biāo)量,所以電勢(shì)差也是標(biāo)量,靜電力做的功也是標(biāo)量,因而選項(xiàng)C錯(cuò)誤.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,在與電場(chǎng)線垂直的某個(gè)方向上任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),電荷的受力方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直,由功的公式可知做功為零.由W=qUAB可知,這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零,所以選項(xiàng)D正確.答案:BD,定義式與決定式的區(qū)別(1)采用比值法定義的物理量,其定義公式是計(jì)算該物理量的一種方式,該物理量不是由定義式中其他物理量決定的.(2)決定式中的相關(guān)物理量都存在正比、反比關(guān)系,其他物理量的特性決定了該物理量的特性.,誤區(qū)警示,【針對(duì)訓(xùn)練1】(2018黑龍江牡丹江市一中高二測(cè)試)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.電勢(shì)差與電勢(shì)一樣,是相對(duì)量,與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)B.電勢(shì)差是一個(gè)標(biāo)量,但有正、負(fù)之分C.由于靜電力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān),所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān),只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)D.A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的,不隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同而改變,所以UAB=UBA,BC,要點(diǎn)二,UAB=的理解與應(yīng)用,1.應(yīng)用公式UAB=時(shí),物理量WAB,q及UAB的正負(fù)值的處理方法(1)代入正、負(fù)值進(jìn)行運(yùn)算:把電荷q的電性和靜電力做的功WAB的正負(fù)值代入運(yùn)算.計(jì)算結(jié)果中,若UAB為正值,則A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高;若UAB為負(fù)值,則A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)低.(2)先代入絕對(duì)值運(yùn)算,后判斷正負(fù):計(jì)算時(shí),q,WAB都取絕對(duì)值,靜電力做功的正、負(fù)根據(jù)電荷的移動(dòng)方向及所受靜電力的方向的具體情況來(lái)確定,電勢(shì)差的正、負(fù)根據(jù)兩點(diǎn)電勢(shì)的高低判斷.2.公式WAB=qUAB適用于任何電場(chǎng),其中UAB為電場(chǎng)中A,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,WAB僅是靜電力做的功,不包括從A到B移動(dòng)電荷時(shí),其他力所做的功.,狀元心得,3)對(duì)公式WAB=qUAB理解時(shí),可以認(rèn)為UAB一定時(shí),WAB與q成正比,q一定時(shí),WAB與UAB成正比.應(yīng)用公式WAB=qUAB求解時(shí),可將各量的正負(fù)號(hào)及數(shù)值一并代入進(jìn)行計(jì)算;也可以將各物理量都取絕對(duì)值,先計(jì)算大小,再根據(jù)電荷的移動(dòng)方向及所受靜電力的方向的具體情況來(lái)確定靜電力做功的正負(fù).,【例2】有一帶電荷量q=-310-6C的點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),克服靜電力做功610-4J,從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí),靜電力做功910-4J.求:(1)AB,BC,CA間電勢(shì)差各為多少?(2)如果B點(diǎn)電勢(shì)為零,則A,C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少?電荷在A,C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多少?,思路探究(1)可根據(jù)什么關(guān)系式來(lái)分析電勢(shì)差?(2)可由什么關(guān)系式來(lái)確定電勢(shì)能?,答案:(1)200V-300V100V(2)200V300V-610-4J-910-4J,方法總結(jié),(2)電場(chǎng)中各點(diǎn)間的電勢(shì)差可依次用代數(shù)方法相加,但要注意角標(biāo)的排序,如UAD=UAB+UBC+UCD,UAB=-UBA.,【針對(duì)訓(xùn)練2】(2018安徽合肥市廬陽(yáng)高級(jí)中學(xué)高二月考)把帶電荷量210-6C的正點(diǎn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中A點(diǎn),要克服靜電力做功810-8J,若把該電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中B點(diǎn),需克服靜電力做功210-8J,取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零.求:(1)A點(diǎn)的電勢(shì);(2)A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差;(3)把210-5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做的功.,(3)靜電力做的功W=qUAB=-210-50.03J=-610-7J.答案:(1)0.04V(2)0.03V(3)-610-7J,要點(diǎn)三,靜電力做功的計(jì)算方法,【例3】(2018山東昌邑一中高二測(cè)試)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.2102N/C,方向水平向右,一點(diǎn)電荷q=410-8C沿半徑為R=20cm的圓周,從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),已知AOB=90,求:,(1)這一過(guò)程靜電力做多少功?是正功還是負(fù)功?(2)A,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB為多大?,思維導(dǎo)圖,答案:(1)9.610-7J負(fù)功(2)-24V,方法技巧,公式UAB=中WAB,UAB正負(fù)號(hào)的含義(1)本題中應(yīng)用W=Flcos求靜電力的功,WAB的正負(fù)由cos的值決定.在應(yīng)用WAB=qUAB時(shí),WAB的正負(fù)由q及UAB的乘積決定.WAB>0,靜電力做正功;WAB<0,靜電力做負(fù)功.,答案:(1)3.610-5J(2)增加了4.810-5J,學(xué)習(xí)效果檢測(cè),BD,C,BC,4.若將一個(gè)電荷量為2.010-10C的正電荷,從零電勢(shì)點(diǎn)移到電場(chǎng)中M點(diǎn)要克服靜電力做功8.010-9J,則M點(diǎn)的電勢(shì)是V;若再將該電荷從M點(diǎn)移到電場(chǎng)中的N點(diǎn),靜電力做功1.810-8J,則M,N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN=V.,答案:4090,核心素養(yǎng)提升,(教師備用),學(xué)長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)分享,【方法拓展】靜電場(chǎng)中常用的功能關(guān)系1.合力做功等于物體動(dòng)能的變化量,即W合=Ek.這里的W合指合外力做的功.2.靜電力做功決定物體電勢(shì)能的變化量,即WAB=EpA-EpB=-Ep.這與重力做功和重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系類似.3.只有靜電力做功時(shí),帶電體電勢(shì)能與動(dòng)能的總量不變,即Ep1+Ek1=Ep2+Ek2.這與只有重力做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒類似.,【以例示法】(多選)如圖所示,絕緣的輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球(小球與彈簧不拴接),整個(gè)系統(tǒng)處在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.開(kāi)始時(shí),整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)施加一外力F,將小球向下壓至某一位置,然后撤去外力,使小球從靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng).設(shè)小球從靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中,靜電力對(duì)小球所做的功為W1,小球克服重力所做的功為W2,小球離開(kāi)彈簧時(shí)的速度為v.不計(jì)空氣阻力,則在上述過(guò)程中()A.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.小球的重力勢(shì)能增加了W2C.小球的電勢(shì)能減少了W1D.小球的機(jī)械能增加了mv2+W2-W1,BC,解析:上升過(guò)程中,靜電力做正功,小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加,故A錯(cuò)誤;小球上升,重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加,增加量等于小球克服重力所做的功W2,故B正確;靜電力做正功,小球的電勢(shì)能減少,減少量等于靜電力對(duì)小球所做的功W1,故C正確;小球的機(jī)械能的增加量為它增加的動(dòng)能、重力勢(shì)能之和mv2+W2,故D錯(cuò)誤.,【科學(xué)技術(shù)社會(huì)環(huán)境】,跨步電壓當(dāng)架空線路的一根帶電導(dǎo)線斷落在地上時(shí),如果人或牲畜站在距離導(dǎo)線落地點(diǎn)810米以內(nèi),從腳經(jīng)腿、胯部又到腳與大地形成通路,雙腳會(huì)抽筋,使身體倒在地上,發(fā)生觸電事故.探究其原因,電流就會(huì)從導(dǎo)線的落地點(diǎn)向大地流散,于是地面上以導(dǎo)線落地點(diǎn)為中心,形成了一個(gè)電勢(shì)分布區(qū)域,離落地點(diǎn)越遠(yuǎn),電流越分散,地面電勢(shì)也越低,行走的人,其兩腳之間的電壓叫做跨步電壓,這種觸電叫做跨步電壓觸電.一旦誤入跨步電壓區(qū),應(yīng)邁小步,雙腳不要同時(shí)落地,最好一只腳跳走,朝遠(yuǎn)離接地點(diǎn)方向離開(kāi).,