5電勢(shì)差 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 閱讀教材第20 21頁 電勢(shì)差 一節(jié) 知道什么叫電勢(shì)差 理解電勢(shì)差和電場(chǎng)力做功之間的關(guān)系 1 電勢(shì)差的定義 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫做電勢(shì)差 2 公式 A B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差用符號(hào)UAB來表示 UAB A B 3 電勢(shì)差的正 負(fù) 電勢(shì)差是標(biāo)量 但有正 負(fù) 正負(fù)號(hào)表示兩點(diǎn)電勢(shì)的高低 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 1 正誤判斷 1 在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí) 靜電力做正功 則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于零 解析 若在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷時(shí) 靜電力做正功 則這兩點(diǎn)間電勢(shì)差為負(fù)值 答案 2 UAB和UBA是不同的 它們有關(guān)系 UAB UBA 解析 UAB A B 而UBA B A 所以有UAB UBA 答案 3 在電場(chǎng)中的兩點(diǎn)之間移動(dòng)電荷 靜電力做功越多 這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大 解析 根據(jù)公式 在電場(chǎng)中的兩點(diǎn)之間移動(dòng)電荷 靜電力做功越多 這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大 答案 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 4 電勢(shì)差的定義式 說明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與靜電力做功WAB成正比 與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比 解析 根據(jù)電勢(shì)差的定義 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)靜電力所做的功 僅由電場(chǎng)及兩點(diǎn)的位置決定 與移動(dòng)的電荷量及做功的多少無關(guān) 答案 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 2 將一個(gè)電荷量為10 6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn) 克服電場(chǎng)力做功2 10 6J 從C點(diǎn)移到D點(diǎn) 電場(chǎng)力做功7 10 6J 若已知B點(diǎn)比C點(diǎn)電勢(shì)高3V 則UDA 解析 由負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功 從C點(diǎn)移到D點(diǎn)電場(chǎng)力做正功知 A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn) C點(diǎn)電勢(shì)低于D點(diǎn) 有 即UAB A B 2V UCD C D 7V UBC B C 3V 則UDA D A UAB UBC UCD 2V 答案 2V 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 電勢(shì)差如圖是等高線的圖示 所標(biāo)數(shù)值是地面某個(gè)點(diǎn)高出海平面的垂直距離 也就是海拔 也稱為絕對(duì)高度 而地面上某一點(diǎn)高出另一點(diǎn)的垂直距離稱為相對(duì)高度 選擇不同的測(cè)量起點(diǎn)時(shí) 不同地方的高度和兩個(gè)地方的高度差會(huì)有怎樣的變化 同樣地 在電場(chǎng)中選擇不同的電勢(shì)零點(diǎn)時(shí) 不同位置的電勢(shì)和兩個(gè)位置的電勢(shì)差又會(huì)有怎樣的變化 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 要點(diǎn)提示 選擇不同的測(cè)量起點(diǎn)時(shí) 不同地方的高度往往不同 但兩個(gè)地方的高度差不會(huì)因測(cè)量起點(diǎn)的不同而變化 與此類似 在電場(chǎng)中電勢(shì)零點(diǎn)的選取不同 某點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)不同 電勢(shì)零點(diǎn)變化時(shí) 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不會(huì)改變 電勢(shì)差沒有相對(duì)性 與零勢(shì)點(diǎn)位置無關(guān) 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 1 關(guān)于電勢(shì)差的四點(diǎn)說明 1 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 由電場(chǎng)本身決定 與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷的電荷量 靜電力做功的大小無關(guān) 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 講到電勢(shì)差時(shí) 必須明確所指的是哪兩點(diǎn)的電勢(shì)差 A B間的電勢(shì)差記為UAB B A間的電勢(shì)差記為UBA 3 電勢(shì)差為標(biāo)量 有正 負(fù)之分 電勢(shì)差的正負(fù)表示電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的高低 4 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與電勢(shì)零點(diǎn)的選取無關(guān) 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 例題1 有一個(gè)帶電荷量q 3 10 6C的點(diǎn)電荷 從某電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn) 電荷克服電場(chǎng)力做6 10 4J的功 從B點(diǎn)移到C點(diǎn) 電場(chǎng)力對(duì)電荷做9 10 4J的功 問 1 AB BC CA間電勢(shì)差各為多少 2 如以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 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 2 若 B 0 由UAB A B 得 A UAB 200V 由UBC B C 得 C B UBC 0 300 V 300V 電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能EpA q A 3 10 6 200J 6 10 4J 電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能EpC q C 3 10 6 300J 9 10 4J 答案 1 UAB 200VUBC 300VUCA 100V 2 A 200V C 300VEpA 6 10 4JEpC 9 10 4J 1 對(duì)電勢(shì)差要注意角標(biāo)的排序 如 UAB UBA UAB UBC UAC 2 根據(jù)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差正負(fù)可比較兩點(diǎn)電勢(shì)的高低 當(dāng)UAB 0時(shí) A B 當(dāng)UAB 0時(shí) A B 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問題探究 名師精講 典例剖析 靜電力做功的多種求解方法帶電粒子可能在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 也可能在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 可能是只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng) 也可能是在多個(gè)力作用下運(yùn)動(dòng) 可能是做直線運(yùn)動(dòng) 也可能是做曲線運(yùn)動(dòng) 思考 公式WAB qUAB適用于任何電場(chǎng)嗎 適用于帶電粒子受多個(gè)力的情況嗎 功的公式W Fscos 可以用來計(jì)算靜電力做的功嗎 要點(diǎn)提示 WAB qUAB在任何情況下均適用 也適用于粒子受多個(gè)力的情況 功的公式W Fscos 是功的定義式 對(duì)任何力做功都可以使用 只要選擇得當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理方法 高中階段一般只用于恒力做功 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 2 應(yīng)用公式WAB qUAB時(shí)的兩點(diǎn)注意 1 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 2 WAB UAB q均可正可負(fù) WAB取負(fù)號(hào)表示從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)靜電力對(duì)電荷做負(fù)功 UAB取負(fù)號(hào)表示 A B q取負(fù)號(hào)表示試探電荷為負(fù)電荷 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 例題2 如圖所示 在電場(chǎng)強(qiáng)度E 1 5 103N C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 有A B C三點(diǎn) AB垂直于電場(chǎng)線 BC平行于電場(chǎng)線 AB 3cm BC 4cm AC 5cm A B間的電勢(shì)差UAB 0 B C間的電勢(shì)差UBC與A C間的電勢(shì)差UAC相等 UBC UAC 60V 把一正電荷q 1 0 10 8C放在A點(diǎn) 求 1 電荷q在A點(diǎn)受到的靜電力為多大 方向怎樣 2 電荷q分別沿A B C和A C路線到達(dá)C點(diǎn) 靜電力各做了多少功 電勢(shì)能怎樣變化 變化了多少 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 解析 1 電荷在A點(diǎn)所受的靜電力F qE 1 0 10 8 1 5 103N 1 5 10 5N 方向與電場(chǎng)線方向相同 因?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都相同 所以電荷q在電場(chǎng)中各點(diǎn)的受力都相同 2 q沿A B C路線 靜電力做功WABC WAB WBC qUAB qUBC 1 0 10 8 0J 1 0 10 8 60J 6 0 10 7J同理 電荷q沿A C路線 靜電力做功WAC qUAC 1 0 10 8 60J 6 0 10 7J 或WAC FsACcos 1 5 10 5 5 10 2 6 0 10 7J由于靜電力對(duì)電荷做的功等于電荷的電勢(shì)能的減少量 所以電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)電勢(shì)能減少 減少的電勢(shì)能為 EAC 6 0 10 7J 答案 1 1 5 10 5N方向與電場(chǎng)線方向相同 2 6 0 10 7J6 0 10 7J電勢(shì)能減少6 0 10 7J 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 1 靜電力做功與路徑無關(guān) 只與始 末兩點(diǎn)的位置有關(guān) 故WAC WAB WBC 2 在利用公式或WAB qUAB進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時(shí) 有兩種處理方案 方案一 各物理量均帶正 負(fù)號(hào)運(yùn)算 但代表的意義不同 WAB的正 負(fù)號(hào)表示正 負(fù)功 q的正 負(fù)號(hào)表示電性 UAB的正 負(fù)號(hào)反映 A B的高低 計(jì)算時(shí)W與U的角標(biāo)要對(duì)應(yīng) 即WAB qUAB WBA qUBA 方案二 絕對(duì)值代入法 WAB q UAB均代入絕對(duì)值 然后再結(jié)合題意判斷電勢(shì)的高低 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 1 多選 下列說法正確的是 A 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)B UAB和UBA是不同的 它們有關(guān)系 UAB UBAC A B都有正負(fù) 所以電勢(shì)是矢量D 若 B 0 則 A UAB解析 由電勢(shì)差的概念知B D正確 答案 BD 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測(cè) 2 多選 下面關(guān)于電勢(shì) 電勢(shì)差和電勢(shì)能的關(guān)系 正確的是 A 電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能越大 該點(diǎn)的電勢(shì)越高B 在電場(chǎng)中的兩點(diǎn)之間移動(dòng)電荷 靜電力做功越多 這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大C 由于零電勢(shì)點(diǎn)的選取是任意的 所以電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也是不確定的D 電場(chǎng)中A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高1V 則電荷量為10 2C的正電荷從A移到B電勢(shì)能減少了10 2J 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測(cè) 解析 根據(jù)電勢(shì)能的公式Ep q 可知 電場(chǎng)中電勢(shì)越高的地方 正電荷在該點(diǎn)具有的電勢(shì)能越大 負(fù)電荷在該點(diǎn)具有的電勢(shì)能越小 故A錯(cuò)誤 根據(jù)公式 在電場(chǎng)中的兩點(diǎn)之間移動(dòng)電荷 靜電力做功越多 這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大 故B正確 電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān) 零電勢(shì)點(diǎn)的選取是任意的 但是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是確定的 故C錯(cuò)誤 電場(chǎng)中A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高1V 則電荷量為10 2C的正電荷從A移到B靜電力做功10 2J 電勢(shì)能減少了10 2J 故D正確 答案 BD 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測(cè) 3 電場(chǎng)中有A B兩點(diǎn) 一個(gè)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為1 2 10 8J 在B點(diǎn)的電勢(shì)能為8 0 10 9J 已知A B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上 如圖所示 該點(diǎn)電荷的電荷量為1 0 10 9C 那么 A 該電荷為負(fù)電荷B 該電荷為正電荷C A B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB 4 0VD 把電荷從A移到B 電場(chǎng)力做功為W 4 0J解析 點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 從A到B電場(chǎng)力做正功 所以該電荷一定為負(fù)電荷 且WAB EpA EpB 1 2 10 8J 8 0 10 9J 4 0 10 9J 故A項(xiàng)正確 B D項(xiàng)錯(cuò)誤 4 0V 所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 A