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？
