5電勢差 本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo) 1掌握 理解電勢差概念2掌握靜電力做功與電勢差的關(guān)系 請同學(xué)們閱讀教材第20頁至第22頁 然后將請同學(xué)回答問題 一自主學(xué)習(xí) 1電場中兩點(diǎn)間電勢的差值叫做 也叫 電勢差 電壓 2設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為 A B點(diǎn)的電勢為 B 則它們之間的電勢差可以表示成UAB 或者UBA A B B A 特別注意次序 UAB與UBA是不同的 UAB UBA 3靜電力做功與電勢差的關(guān)系為WAB qUAB 知道了電場中兩點(diǎn)的電勢差 就可以很方便地計(jì)算在這兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)靜電力做的功 而不必考慮靜電力和電荷和電荷移動(dòng)的路徑 這個(gè)非常重要 4反過來 電勢差跟靜電力做功的關(guān)系為UAB 二質(zhì)疑提問 1電場中兩點(diǎn)間的電勢差跟哪些因素有關(guān) 跟在此電場中是否有其他電荷移動(dòng)有關(guān)嗎 電場中兩點(diǎn)間的電勢差由電場本身和電場中兩點(diǎn)的位置決定 跟在此電場中是否有其他電荷移動(dòng)無關(guān) 2電場中的電勢是相對的還是絕對的 電勢差是相對的還是絕對的 電場中的電勢是相對的 因?yàn)樗拇笮『驼?fù)跟零電勢點(diǎn)的選取有關(guān) 而電勢差是絕對的 它的大小和正負(fù)跟零電勢點(diǎn)的選取無關(guān) 正如高度和高度差的關(guān)系一樣 三問題探究 1見教材第21頁例題 2如圖 在正電荷Q產(chǎn)生的電場中 有一條豎直向上的電場線 另一個(gè)電荷量是q 質(zhì)量是m的正電荷在此電場線上的A點(diǎn)以速度v0豎直向運(yùn)動(dòng)當(dāng)上升h到達(dá)B時(shí)速度減到零 求AB兩點(diǎn)間的電勢差 解析 要算電勢差必先算靜電力做功 因?yàn)閁AB WAB q 而算靜電力做功無非是兩種方法 方法一根據(jù)W Flcos 但這必須是恒力 且Flcos 這三個(gè)量都必須知道 如果這個(gè)力不是恒力 或者是恒力而Flcos 這三個(gè)量不知道 那就用另一種方法 動(dòng)能定理W總 Ek 顯然 本題要算靜電力做功只能用第二種方法了 三問題探究 1見教材第21頁例題 2如圖 在正電荷Q產(chǎn)生的電場中 有一條豎直向上的電場線 另一個(gè)電荷量是q 質(zhì)量是m的正電荷在此電場線上的A點(diǎn)以速度v0豎直向運(yùn)動(dòng)當(dāng)上升h到達(dá)B時(shí)速度減到零 求AB兩點(diǎn)間的電勢差 對AB過程應(yīng)用動(dòng)能定理W總 Ek 設(shè)靜電力做的功為WAB即有 mgh WAB 0 mv2 2 于是WAB mgh mv2 2 則UAB WAB q mgh mv2 2 q 三問題探究 3如圖 一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中 在其中一根電場線上有AB兩點(diǎn) 有一個(gè)電荷量是q 質(zhì)量是m的正電荷甲從A點(diǎn)靜止釋放 當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度是v 今在A改釋放另一個(gè)電荷量是2q 質(zhì)量是3m的正電荷乙 均不計(jì)粒子重力 當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度是多少 三問題探究 4如圖所示 a b c表示點(diǎn)電荷的電場中的三個(gè)等勢面 它們的電勢分別為 a 12V b 8V c 3V 一帶電粒子從等勢面a上某處由靜止釋放后 僅受電場力作用運(yùn)動(dòng) 已知它經(jīng)過等勢面b時(shí)的速率為v 則它經(jīng)過等勢面c時(shí)的速度多少 解析 根據(jù)動(dòng)能定理 Wab qUab mvb2 0 Wac qUac mvc2 0 得vc 1 5vb 1 5v 四課堂檢測 1 如圖所示點(diǎn)電荷電場中 將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)分別移到以點(diǎn)電荷為中心的同一圓周上的B C D E各點(diǎn) 則電場力做的功 A 從A到B做功最多 B 從A到C做功最多 C 從A到E做功最多 D 做功一樣多 2 將一個(gè)電荷量q 2 10 9C的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí) 克服靜電力做功3 10 6J 則AB兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢高 AB間的電勢差是多少 3有一電荷量是q 質(zhì)量是m的帶正電的微粒 從電場中的A點(diǎn)以速度v運(yùn)動(dòng)當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)?v 不計(jì)粒子重力 求AB間的電勢差