5電勢差,第一章靜電場,學科素養(yǎng)與目標要求 物理觀念：1.理解電勢差的概念，知道電勢差與電勢零點的選取無關. 2.掌握電勢差的表達式UABAB及UAB ，知道電勢差的正、負號與電勢高低之間的對應關系. 科學思維：1.通過類比電場強度、電勢的定義方法，理解UAB 公式的意義，知道電勢差UAB與W及q無關. 2.會應用公式UABAB及UAB 進行計算，并在應用中培養(yǎng)邏輯推理能力.,內容索引,重點探究 啟迪思維 探究重點,達標檢測 檢測評價 達標過關,自主預習 預習新知 夯實基礎,自主預習,一、電勢差 1.定義：電場中兩點間電勢的 ，也叫 . 2.公式：電場中A點的電勢為A，B點的電勢為B，則UAB ，UBA ，UABUBA. 3.電勢差是 ，有正負，電勢差的正負表示電勢的 .UAB0，表示A點電勢比B點電勢 . 4.單位：在國際單位制中，電勢差與電勢的單位相同，均為 ，符號為 .,差值,電壓,AB,BA,標量,高低,高,伏特,V,二、靜電力做功與電勢差的關系 1.公式WAB 或UAB . 2.UAB在數值上等于 電荷由A點移到B點時靜電力所做的功.,qUAB,單位正,即學即用 1.(1)電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點的選取有關.() (2)電勢差是一個標量，但是有正值和負值之分.() (3)A、B兩點的電勢差是恒定的，與零電勢點的選取無關，所以UABUBA.() (4)若電場中兩點間的電勢差UAB1 V，則將單位電荷從A點移到B點，靜電力做功為1 J.() (5)將電荷量為q的電荷從A點移到B點與將q從B點移到A點靜電力所做的功相同.(),答案,2.在某電場中，將一帶電荷量為q2.0109 C的點電荷從a點移到b點，電場力做功W4.0107 J，則a、b兩點間的電勢差Uab為 V.,答案,200,重點探究,導學探究 電場中A、B、C、D四點的電勢如圖1所示.,一、電勢差,答案,圖1,(1)A、C及A、B間的電勢差為多少？哪個較大？ 答案UAC15 V，UAB10 V，UACUAB,答案,(2)若取D點電勢為零，則A、B、C三點的電勢為多少？A、C及A、B間的電勢差為多少？通過以上計算說明電勢、電勢差各具有什么特點？,答案A18 V，B8 V，C3 V，UAC15 V，UAB10 V 電勢的大小與零電勢點的選取有關，電勢差的大小與零電勢點的選取無關.,知識深化 1.對電勢差的進一步理解 (1)電勢差反映了電場的能的性質，決定于電場本身，與試探電荷無關. (2)電場中兩點間的電勢差與零電勢點的選取無關. 2.電勢和電勢差的比較,例1(多選)關于電勢差UAB和電勢A、B的理解，正確的是 A.UAB表示B點相對于A點的電勢差，即UABBA B.UAB和UBA是不同的，它們存在關系UABUBA C.A、B都可以有正、負，所以電勢是矢量 D.零電勢點的規(guī)定是任意的，但人們通常規(guī)定大地或無窮遠處為零 電勢點,解析,答案,解析UAB表示A點相對于B點的電勢差，UABAB，A項錯誤； UBA表示B點相對于A點的電勢差，UBABA，故UABUBA，B項正確； 電勢是標量，正負號是相對于零電勢點而言的，正號表示高于零電勢點，負號表示低于零電勢點，C項錯誤； 零電勢點理論上是可以任意選取的，但通常取大地或無窮遠處為零電勢點，D項正確.,例2如圖2所示，某電場的等勢面用實線表示，各等勢面的電勢分別為10 V、6 V和2 V，則UAB ，UBC ，UCA .,解析,答案,圖2,0,12 V,12 V,解析因A、B兩點在同一個等勢面上， 故有AB10 V，C2 V， 所以UABAB10 V10 V0. B、C間的電勢差為 UBCBC10 V(2)V12 V. C、A間的電勢差為 UCACA2 V10 V12 V.,導學探究 在如圖3所示的電場中有A、B兩點，若選取無窮遠處為零電勢點，A、B兩點的電勢分別為A、B. (1)A、B兩點的電勢差UAB是多少？若把某電荷q從A移到B，電荷的電勢能變化了多少？ 答案UABAB電勢能的變化量為EpEpBEpAq(BA),二、靜電力做功與電勢差的關系,圖3,(2)根據靜電力做功與電勢能變化的關系，求靜電力對該電荷做的功. 答案WABEpAEpBqAqBq(AB)qUAB,答案,知識深化 1.公式UAB 或WABqUAB中符號的處理方法 (1)帶正、負號進行運算：把電荷q的電性和電勢差U的正負號代入；功為正，說明靜電力做正功，電荷的電勢能減小；功為負，說明靜電力做負功，電荷的電勢能增大. (2)只將絕對值代入公式運算：計算時，q、U都取絕對值，算出的功也是絕對值，至于靜電力做的是正功還是負功，可以根據電荷的正、負及電荷移動的方向與電場線方向的關系進行判斷.,2.公式WABqUAB適用于任何電場，其中UAB為電場中A、B兩點間的電勢差，WAB僅是靜電力做的功，不包括從A到B移動電荷時，其他力所做的功.,例3有一個帶電荷量q3106 C的點電荷，從某電場中的A點移到B點，電荷克服靜電力做6104 J的功，從B點移到C點，靜電力對電荷做9104 J的功，問： (1)AB、BC、CA間電勢差各為多少？ 答案見解析,解析,答案,解析解法一：先求電勢差的絕對值，再判斷正、負.,因負電荷從A移到B克服靜電力做功，必是從高電勢點移到低電勢點， 即AB，UAB200 V.,因負電荷從B移到C靜電力做正功，必是從低電勢點移到高電勢點， 即BC，UBC300 V. UCAUCBUBAUBC(UAB)300 V200 V100 V.,解法二：直接代入數值求. 負電荷由A移向B克服靜電力做功即靜電力做負功， WAB6104 J，,UCAUCBUBAUBC(UAB)300 V200 V100 V.,(2)如以B點電勢為零，則A、C兩點的電勢各為多少？電荷在A、C兩點的電勢能各為多少？ 答案見解析 解析若B0，由UABAB，得AUAB200 V. 由UBCBC， 得CBUBC0(300) V300 V. 電荷在A點的電勢能 EpAqA3106200 J6104 J. 電荷在C點的電勢能 EpCqC3106300 J9104 J.,解析,答案,達標檢測,1.(靜電力做功與電勢差的關系)(多選)對UAB 和WABqUAB的理解，下列說法正確的是 A.電場中A、B兩點的電勢差和兩點間移動電荷的電荷量q成反比 B.在電場中A、B兩點移動不同的電荷，靜電力的功WAB和電荷量q成正比 C.UAB與q、WAB無關，與是否移動電荷也沒有關系 D.WAB與q、UAB無關，與電荷移動的路徑無關,答案,1,2,3,2.(靜電力做功的計算)如圖4所示為某靜電場等勢面的分布，電荷量為1.6109 C的正點電荷從A經B、C到達D點，則從A至D，靜電力對電荷做的功為 A.4.8108 J B.4.8108 J C.8.0108 J D.8.0108 J,答案,1,2,3,解析,解析UADAD40 V(10) V30 V. 所以WADqUAD1.6109(30) J4.8108 J.,圖4,3.(電勢差的計算)將一電荷量為3106 C的負電荷從電場中的A點移動到B點，克服電場力做了3105 J的功，再將該電荷從B點移動到C點，電場力做了1.2105 J的功，則A、C間的電勢差為多少？該電荷從A點移動到B點再從B點移動到C點的過程中，電勢能變化了多少？ 答案6 V增加了1.8105 J,答案,解析,1,2,3,1,2,3,解析AB間的電勢差為：,所以有：UACUABUBC10 V(4 V)6 V； 該電荷從A點移動到B點再從B點移動到C點的過程中，電勢能的變化等于電場力做的功，即： WACWABWBC3105 J1.2105 J1.8105 J 電場力做負功，電荷的電勢能增加了1.8105 J.,