人教版高二物理选修3-1精品教学课件：《15 电势差》 (共22张PPT)

1、A BCD0V1V2V3V结论：电势和高度都具有相对性，与参结论：电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关，有高度差，是否有电考点的选择有关，有高度差，是否有电势差这种说法呢？势差这种说法呢？E0V1V2V-1VEqAF 电势的变化电势的变化)(BAq 电荷电荷q q从电场中从电场中A A点移到点移到B B点，点，PBPAABEEW；BAqq？B静电力做功与电势差的关系静电力做功与电势差的关系)(BAq 电荷电荷q q从电场中从电场中A A点移到点移到B B点，点，PBPAABEEW；BAABqUWqWUABBA即即或或BAqq是否也要是否也要带号入式带号入式呢？呢？一、电势差与电势的关系一

2、、电势差与电势的关系1 1、电势差：、电势差：【定义定义】电荷电荷q在电场力作用下由在电场力作用下由A点移到另点移到另一点一点B的过程中，电场力做的功的过程中，电场力做的功WAB与电荷量与电荷量q的比值，的比值，叫叫A、B两点之间的电势差两点之间的电势差UAB。 电场中两点间电势的差值，也叫电压（单位：电场中两点间电势的差值，也叫电压（单位：V V）BAABUABBAUABABUU则有则有或者表示成或者表示成显然显然BA设电场中设电场中A A点的电势为点的电势为，B B点的电势为点的电势为qWUABAB 式中AB 、AB 、 q都有正负，计算时都要注意各量的正负。【提出问题】UAB由什么决定？

3、由WAB、q决定吗？WAB由q、UAB决定吗？【分析】UAB仅由电荷移动的两位置A、B决定，与所经路径、WAB、q均无关，但可由UAB计算UAB，而WAB却由q、UAB决定。这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到。【归纳总结】电势差UAB与q、WAB均无关仅与电场中A、B两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。【结论】电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的：电势差反映了电场本身的性质。性质。电势电势差U区别定义电势能与电荷量的比值： AB静电力做的功与电荷量的比值：U决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性相对量，与势能零点选取有关绝对量，与势能零点选取无关联

4、系数值关系UABAB，当B0时，UABA标矢性都是标量，但均有正、负物理意义均是描述电场能的性质的物理量在图中，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10 V、6 V和2 V，则UAB_，UBC_，UCA_。v在电场中A、B两点间的电势差UAB75 V，B、C两点间的电势差UBC200 V，则A、B、C三点的电势高低关系为()vAABCvBBCAvCCAB vDCBA-19-19-19在研究微观粒子常用电子伏特在研究微观粒子常用电子伏特(eV)(eV)做能量做能量的单位。的单位。1eV1eV等于一个电子经过等于一个电子经过1v1v电压加电压加速后所增加的动能。请推导电子伏特与焦速后所增

5、加的动能。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。耳的换算关系。返回返回对对1ev的理解：的理解：如图所示，如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为能轨道，取无穷远电子的电势能为0，电子在，电子在a、b、c三个轨三个轨道时对应的电势能分别为道时对应的电势能分别为13.6 eV、3.4 eV、1.51 eV，由于某种因素由于某种因素(如加热或光照如加热或光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，求：到离核更远的轨道上运动，求：(1)a、b、c三点的电势大小；(2)a、b间，b、c间电

6、势差的大小。如图所示的非匀强电场中，如果已知带电量q1105 C的点电荷由A点移动到B点，电场力所做的功WAB8103 J，则电荷的电势能如何变化？A、B两点的电势差UAB等于多少？思考题思考题1 1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？的正负表示什么意义？ 表示两点电势高低表示两点电势高低2 2、如果某一点的高度可以理解为该点距离、如果某一点的高度可以理解为该点距离零参考点的高度差，那么某一点的电势应该零参考点的高度差，那么某一点的电势应该如何理解呢？如何理解呢？某一点的电势可以理解为距离零参考点某一点的电势可以理解为距离零参考点的电

7、势差的电势差A=UAO典型例题：典型例题：1 1、如图所示的电场中，、如图所示的电场中，A A、B B两点间的电势差两点间的电势差U UAB AB = 20 V= 20 V，将点电荷，将点电荷q q = -2= -210-9C10-9C，由，由A A点移到点移到B B点，静电力所做的功是多少？点，静电力所做的功是多少？解：电场力所做的功解：电场力所做的功WAB = UABq = 20（210-9）= -4.010-8J典型例题：典型例题：在电场中把在电场中把2.0 2.0 9 9-7-7-7-7 A A、B B、C C三点中哪点电势最高？哪点最低？三点中哪点电势最高？哪点最低？ A A、B B

8、间，间， B B、C C间，间， A A、C C间的电势差各是多少？间的电势差各是多少？ 把把-1.5 -1.5 9 91、如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电荷量为q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知qQ，ABh，小球滑到B点时的速度大小为，求：(1)小球由A到B的过程中静电力做的功；(2)A、C两点间的电势差。电势差、静电力的功与功能关系的综合应用电势差、静电力的功与功能关系的综合应用 2、如图所示，在O点处固定一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q。小球下落的轨迹如图中虚线所示，

9、它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，BOC30，A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点时的速度为v，试求：(1)小球通过C点时的速度大小。(2)小球由A到C的过程中电场力做的功。3.电场中，把点电荷电场中，把点电荷q=+210-11C，由，由A点移到点移到B点，电场力做功点，电场力做功WAB=410-11J。A、B两点间的电两点间的电势差势差UAB等于多少？等于多少？B、A两点间的电势差两点间的电势差UBA等于等于多少？多少？解：由静电力做功与电势差的关系得解：由静电力做功与电势差的关系得 21021041111qWUABAB2ABBAUUV

10、V 如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过a、c两点的等势面电势分别为a5 V，c3 V，那么a、c连线的中点b的电势b为()Ab 4 V Bb4 VCb4 V D上述情况都有可能C4.4.电场中电场中A A、B B 两点的电势是两点的电势是 A A=800 V800 V， B B= -200 V -200 V，把电荷，把电荷q q = -1.5= -1.51010-8-8C C由由A A点移到点移到B B点，电场力做了多少功？电势能点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？是增加还是减少，增加或者减少多少？ 解：解：U UABAB=

11、A AWWABAB=qUqUABAB=（-1.5-1.51010- 8- 8）10001000 = -1.5 = -1.51010-5-5 J J电场力做负功，则电势能增加，增加电场力做负功，则电势能增加，增加1.51.51010-5-5J JB B=800-=800-（-200-200）=1000 V=1000 V5. 5.带电量为带电量为+3+31010-6 -6C C的粒子先后经过电场中的的粒子先后经过电场中的A A、B B 两点，克服电场力做功两点，克服电场力做功6 61010-4 -4J J，已知，已知B B点电势为点电势为 50V 50V，则（，则（l l）A A、B B间两点间的电势差是多少？间两点间的电势差是多少？（2 2）A A点的电势是多少？（点的电势是多少？（3 3）电势能变化了多少？）电势能变化了多少？（4 4）把电量为）把电量为-3 -31010-6 -6C C的电荷放在的电荷放在A A点的电势能是多少？点的电势能是多少？ 解：解：（1 1）VVqWUABAB200103)106(64（2 2） A A=U=UABAB+ + B B=