人教版 (新课标)5 电势差教学演示课件ppt

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课标解读1.理解电势差的概念,知道电势差与零势点选取无关.2.能够根据电势差UAB计算电荷q在电场中移动时,电场力所做的功WAB=UABq.3.能够根据电荷q在电场中移动时电场力所做的功WAB计算电势差UAB=
课前自主学习一､电势差1.定义:电场中两点电势的差值叫做这两点的电势差,它与零势点的选取无关.2.定义式:电场中A点的电势记为φA､B点的电势记为φB,则AB两点电势差表示为UAB=φA-φB.3.电势差的单位与电势的单位相同为伏特,电势差是标量,但有正负,UAB>0表示A点的电势比B点电势高.
二､静电力做功与电势差的关系1.电荷q在电场中从A点移动到B点,A､B两点间的电势差为UAB,则静电力做的功WAB=qUAB该公式适用于任何电场.2.电场力做的功和电势差的关系式:WAB=qUAB,应用时要注意各物理量的正负.若q为负,UAB为负,则静电力做的功为正功,若q为负,UAB为正,则静电力做的功为负功.
课堂互动探究一､电势差:在电场中两点的电势之差叫做电势差,也叫电压.定义式:设电场中A点电势为φA,B点电势为φB,则它们之间的电势差可表示成UAB=φA-φB或UBA=φB-φA.电势差是标量,单位:伏,符号:V.电场中两点间电势差与电势零点选取无关,就好像两点的高度差与零势点的选取无关一样.
电势差虽为标量,但有正负之分,因此谈到电势差时,必须明确是哪两点的电势差,因为UAB=-UBA.如UAB=8 V,表明A点电势比B点电势高8伏,而UBA=-8 V,表明B点电势比A点电势低8伏.
二､电势和电势差的比较
以上电势和电势差的关系跟重力场中高度h与高度差Δh的关系类似.
三､电势差与电场力做功的关系 1.正确理解电势差UAB= 定义式UAB= 式中UAB为A､B两点间的电势差,WAB为q从初位置A运动到末位置B时静电力所做的功,计算时W与U的角标要对应.
2.电场力做功的求解方法(1)WAB=qUAB既适用于匀强电场,又适用于非匀强电场.(2)W=qEd适用于匀强电场,公式中d表示初末位置间沿电场线方向的距离.(3)WAB=EPA-EPB=-ΔEP适用任何电场.以上三个公式可以相互推导,应用时注意它们的适用条件.
3.各物理量的符号问题.(1)WAB､UAB､q均可正可负,WAB取正号表示静电力做正功,WAB取负号表示静电力做负功;UAB取正号表示φA>φB,UAB取负号表示φAEB,点电荷+q在A点受的电场力比在B点受的电场力大,故A错误.从B向A移动+q,电场力做正功,电势能减小,即+q在B点电势能比在A点大,故B错误.
从B到D移动电荷量为+q的电荷,静电力做功WBD=qUBD,从C到A所做的功是WCA=qUCA,因为UBD=UCA,故WBD=WCA,即C错误.从B到C移动+q,电场力应做正功,D正确.答案:D
3.对于电场中A､B两点,下列说法正确的是( ) A.电势差的定义式UAB= 说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比 B. A､B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功 C.将1 C电荷从A点移到B点,电场力做1 J的功,这两点间的电势差为1 V D.电荷由A点移到B点的过程中,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功
解析:根据电势差的定义,电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功,仅由电场及两点位置决定,与移动的电荷量及做功的多少无关a,即U= 也是比值定义式,所以A错误,B错误,C正确.电势能的变化惟一决定于电场力做的功,与其他力是否做功,做多少功都没有关系,D错误.答案:C
4.关于静电场中某点电势的正､负,以下说法中正确的是( )A.电势的正､负取决于把电荷从零电势点移动到该点的过程中电场力所做功的正､负B.电势的正､负取决于场源电荷的正､负,若该点处在正电荷周围的静电场中,其电势一定为正,与零电势点的选取无关C.电势的正､负取决于零电势点的选取,负电荷形成的电场中某点的电势也可能为正D.电势的正､负取决于该点所放电荷的正负
解析:对于某一确定的静电场而言,其中各点电势的高低分布是确定的,与该点放不放电荷,所放电荷的电性及电量均无关,故A､D选项不正确;但由于电势具有相对性,电场中某一点的正､负还与零电势点的选取有关,故B选项不正确,C选项正确.答案:C
5.如图,三个等势面上有a､b､c､d四点,若将一正电荷由c经a移到d点,电场力做正功W1;若由c经b移到d点,电场力做正功W2,则W1与W2,c､d两点电势φc､φd关系为( )A.W1>W2,φc>φdB.W10,所以Uad>0,即φc>φd.c→b→d:W2=qUad,所以W1=W2,故D正确.答案:D
6.如图所示为某电场中的等势面,则UAC=____________,UBC=____________,UCA=____________,UAB=____________.
解析:由图可知φA=φB=10 V,φC=6 V.则UAC=φA-φC=10 V-6 V=4 V.UBC=φB-φC=10 V-6 V=4 V.UCA=φC-φA=6 V-10 V=-4 V.UAB=φA-φB=10 V-10 V=0.
提升能力7.在电场中把一个电荷量为6×10-6 C的负电荷从A点移到B点,克服电场力做功3×10-5 J,再将电荷从B点移到C点,电场力做功1.2×10-5 J,求A与B､B与C､A与C间的电势差.解析:这是一个直接应用电势差的定义式计算的题目,解题的关键是注意电场力的功､电荷､电势差正负值之间的关系,如把这三个量值及其正､负号都代入,结果是统一的.
根据电场力做功和电势差的关系得: UAB= UBC= 所以UAC=UAB+UBC=5 V+(-2 V)=3 V.
答案:5 V -2 V 3 V
8.如图所示,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有A､B两点,则以下说法正确的是( )
A.A点场强小于B点场强B.A点场强方向指向x轴负方向C.A点场强大于B点场强D.A点电势高于B点电势
解析:由电场线与等势面的关系可知电场线一定与等势面垂直,且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面,作出相对应的电场线分布,如图所示,则可知A､B两点处的场强方向应与x轴同向,由电场线的疏密可知,A点处的场强EA小于B点处的场强EB,故正确答案为A､D项.答案:AD
9.(2010·四川卷)如图所示,圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面,相邻两等势面间的电势差相等.光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动,杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点),滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连,并以某一初速度从M点运动到N点,OMφA可得UOA=φO-φA