2013人教版选修(3-1)1.5《电势差》word学案.doc

1、1.5 电势差导学案 【学习目标】 1、理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关。 2、掌握两点间电势差的表达公式，知道两点间电势差的正负号与这两点的电势高低之 间的对应关系。 3、知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做 功的公式进行相关的计算。 【重点难点】 静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义 【学法指导】 认真阅读教材，体会电势差的特点；体会例题展示的解题方法 【知识链接】 除了电场强度，电势是又一个表征电场性质的重要物 理量。 电势的定义： 用公式表示为： 应该先规定电场中某处的电势为 0，然后才能确定其他各点的电势。电场中各点的电

2、势可以是正值，也 可以是负值。 但电势只有大小，没有 ，是 量。 选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变。那么有没有不随电 势零点变化而变化的物理量呢？（类比高的和高度差思考） 【学习过程】 1、电势差 （1）电势差是电场中两点间的电势的差值， 即：U AB= 或 UBA= 显然 UAB=-UBA （2）电场中某一点的电势，与选取的电势零点有关；而电场中两点间的电势差，与选 取的电势零点 。 （3）电势和电势差单位都是 ，符号 ，都有正负值，但都是 量 a. 电势的正负表示该点比电势零点的电势高或低； b. 电势差的正负表示电场中两点电势的高低。 说明：电势差也叫电压，在很多

3、场合下电压不带正负号。 2 、电势差与电场力做功的关系 （1）推导： 电荷 q 在电场力作用下由 A 点移到另一点 B 的过程中，电场力做的功 WAB与两点间电势差 UAB 关系： （2）关系式： 或 思考U AB由什么决定？由 WAB、q 决定吗？ 所以电势差反映了 . 3、应用 计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：ABq 0，电场力做 功； 0，电场力做 功（也可以说成物体克服电ABWAB 场力 做功） ； 0，表示 ； 0，表示 （比较 和 的高低）ABUABAUABAB 三、典型例题分析 （提示 ：应用 计算时，注意各物理量用正负值代入。 ）ABqW 【例 1】将一个电量为210

4、 9 C 的 点电荷从电场中的 N 点移到 M 点，需克服电场力 做功 1.4108 J，N、M 两点间的电势差 UNM 为多少？若将 该电荷从 M 移 到 N，电场力做 什么功？U MN 为多少？ 【例 2】在电场中把 2.0109 C 的正电荷从 A 点移到 B 点，静电力做功 1.5107 J。 再把这个电荷从 B 点移到 C 点，静电力做功-4.010 7 J 。 (1)A、B、C 三点中哪点电势最高？哪点电势最低？ （2） AB 间，BC 间，AC 间的电势差各是多大？ （3）把-1.510 9 C 的电荷从 A 点移到 C 点，静电力做多少功？ 解（1） （2） （3） 四、课堂小

5、结： 1、电势差的概念及公式： 2、电势差和电势的区别： 3、电势差与电场力做功的关系式： 4、应用 计算时的注意事项： ABqUW 【训练测试】 1(2009长沙市一中高二检测 )下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用 于匀强电场的有 ( ) 场强 EF /q 场强 EU /d 场强 EkQ/ r2 电场力做功 WUq A B C D 2下列说法哪些是正确的 ( ) A电势处处相等且不为零的空间中各点场强必为零 B电势降落速度最大的方向必为场强方向 C电场中电势高的点场强较大 D电场中场强相等的两点间电势差一定为零 3如下图所示，匀强电场场强 E1 00V/m，A、B 两点相距 10

6、cm，A、B 连线与电场 线夹角为 60，则 UBA之值为 ( ) A10V B10V C5 V D 5 V3 4(2009河南宝丰一中高二检测) A、B 在两个等量异种点电荷连线的中垂线 上，且到 连线上中点 O 的距离相等，如图所示，则 ( ) A同一电荷在 A，B 两点的电势能相等 B把正电荷从 A 点沿直线移动到 B 点，电荷的电场强度先增大后减少 C把正电荷从 A 点沿直线移动到 B 点，电荷的电势能先减少后增大 DA、B 连线上的任意两点的电势差为零 5夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距 3km 的足够大的云团，受湿 气流影响，两块云团正在以 5m/s 的相对速度靠近，

7、不断与空气摩擦带电设两云团之间电 势差保持 3109V 不变，已知空气电离的电场强度 (即发生放电时的电场强度 )为 3106V/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过_ _秒，将会发生放电现象； 在这次放电中 ，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为 500C，闪电历时 0.01s，则此过 程中的平均电流为_安培(提示：电流 I ) qt 6如图所示的匀强电场中，有 a、b、c 三点，ab5cm，bc12cm，其中 ab 沿电场 方向，bc 和电场方向成 60角，一个电量为 q410 8 C 的正电荷从 a 移到 b 电场 力做功 为 W1 1.2107 J，求： (1)匀强电场的电场强度

8、 E； (2)电荷从 b 移到 c，电场力做的功 W2； (3)a、c 两点的电势差 Uac. 【参考答案】 1答案：D 2答案：AB 解析：沿场强方向电势必然降低，在某空 间中电势处处相等且不为零，则只有场强为 零才可能，故 A 对，由电势差与场强的关系可知 B 对 C 错 D 错 3答案：C 解析：U BA Ed1000.1 cos60V5V. 4答案：ABD 5答案：400 50 000 解析：设经过时间 t 后发生放电现象， 则由 UEd 可知，d ，而 t UE 3103 d5 解之得，t400s 由 I 可知，I A50 000A qt 5000.01 6答案：(1 )60V/m

9、(2)1.4410 7 J (3) 6.6V 解析：(1)从 a 到 b 电场力做功 W1qU ab 由匀强电场中电场强度和电势差的关系 UabEd ab 所以 E V/m60V/m W1qdab 1.210 7410 8510 2 (2)把电荷从 b 移到 c，电场力做功 W2qU bcqEd bccos60 410 8 601210 2 0.5J 1.4410 7 J (3)a 与 c 间的电势差 Uac UabU bcEd abEd bccos60 (60510 2 601210 2 0.5)V6.6V Uac也可以用 Uac 求解 W1 W2q 【学习反思】 利用电势差的概念计算静电力做功时，电荷量、电势差 、功三者的符号怎样处理？