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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電場中兩點間電勢的差值叫做 也叫 電勢差 電壓 2設(shè)電場中A點的電勢為 A B點的電勢為 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 知道了電場中兩點的電勢差 就可以很方便地計算在這兩點間移動時靜電力做的功 而不必考慮靜電力和電荷和電荷移動的路徑 這個非常重要 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有關(guān)嗎 電場中兩點間的電勢差由電場本身和電場中兩點的位置決定 跟在此電場中是否有其他電荷移動無關(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 因為它的大小和正負(fù)跟零電勢點的選取有關(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 另一個電荷量是q 質(zhì)量是m的正電荷在此電場線上的A點以速度v0豎直向運(yùn)動當(dāng)上升h到達(dá)B時速度減到零 求AB兩點間的電勢差 解析 要算電勢差必先算靜電力做功 因為UAB 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 這三個量都必須知道 如果這個力不是恒力 或者是恒力而Flcos 這三個量不知道 那就用另一種方法 動能定理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 另一個電荷量是q 質(zhì)量是m的正電荷在此電場線上的A點以速度v0豎直向運(yùn)動當(dāng)上升h到達(dá)B時速度減到零 求AB兩點間的電勢差 對AB過程應(yīng)用動能定理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 一個點電荷產(chǎn)生的電場中 在其中一根電場線上有AB兩點 有一個電荷量是q 質(zhì)量是m的正電荷甲從A點靜止釋放 當(dāng)它到達(dá)B點時的速度是v 今在A改釋放另一個電荷量是2q 質(zhì)量是3m的正電荷乙 均不計粒子重力 當(dāng)它到達(dá)B點時的速度是多少 三問題探究 4如圖所示 a b c表示點電荷的電場中的三個等勢面 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 已知它經(jīng)過等勢面b時的速率為v 則它經(jīng)過等勢面c時的速度多少 解析 根據(jù)動能定理 Wab qUab mvb2 0 Wac qUac mvc2 0 得vc 1 5vb 1 5v 四課堂檢測 1 如圖所示點電荷電場中 將檢驗電荷從A點分別移到以點電荷為中心的同一圓周上的B C D E各點 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 將一個電荷量q 2 10 9C的負(fù)電荷從電場中的A點移到B點時 克服靜電力做功3 10 6J 則AB兩點哪點電勢高 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點以速度v運(yùn)動當(dāng)它到達(dá)B點時速度變?yōu)?v 不計粒子重力 求AB間的電勢差