高中物理人教版选修3-1课件：1.6 电势差[数理化网]

1、高中物理高中物理选修选修3-1人教版人教版第一章第一章 静电场静电场第六讲第六讲 电势差电势差目标定位目标定位电势差电势差 理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关选择无关. 掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系. 会用会用UABAB及及UABWAB/q进行有关计算进行有关计算 123目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习预习导学预习导学电势电势2. 无关无关 一、一、电势差的概念电势差的概

2、念 1. 想一想：想一想：我们可以用类比方法处理抽象问题如在上一节我们可以用类比方法处理抽象问题如在上一节学习中，我们把电荷在电场中具有电势能与重物在重力场中具学习中，我们把电荷在电场中具有电势能与重物在重力场中具有重力势能做了类比那么，电势差和哪个物理量类似呢？有重力势能做了类比那么，电势差和哪个物理量类似呢？ 电压电压答案：答案：高度差高度差3. AB BA UBA4. 标量标量 高高 低低5. 伏特伏特 V1qUAB 电势差电势差 路径路径2. EPAEPB qAqB qUAB 二、静电力做功与电势差的关系二、静电力做功与电势差的关系电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课

3、堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义一、对电势差的理解一、对电势差的理解1.对电势差对电势差UABWAB/q的说明的说明 (1)UABWAB/q是电势差的定义式，是按比值法定义的物理量是电势差的定义式，是按比值法定义的物理量 (2)讲到电势差时，必须明确指的是那两点的电势差，讲到电势差时，必须明确指的是那两点的电势差，A、B间的间的 电势差记为电势差记为UAB， B、A间的电势差记为间的电势差记为UBA. (3)电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低，若电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低，若UAB0， 则则AB，若，若UAB0，则，则AB. 电势差电势差UAB由电场本身决定，与在这两

4、点间移动电荷的电量、由电场本身决定，与在这两点间移动电荷的电量、静电力做功的大小无关即使不放入电荷，任意两点间的电势静电力做功的大小无关即使不放入电荷，任意两点间的电势差也有确定值差也有确定值 (4)电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关. 电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义2. 电势和电势差的比较电势和电势差的比较一、对电势差的理解一、对电势差的理解概念概念比较比较电势电势电势差电势差U区区别别定义定义电势能与电量比值电势能与电量比值EP/q电场力做功与电量比值电场力做功与电量比值UW/q决定

5、因素决定因素由电场和在电场中的位置决由电场和在电场中的位置决定定由电场和场内两点位置决由电场和场内两点位置决定定相对性相对性有有,与零电势点的选取有关与零电势点的选取有关无无,与零电势点选取无关与零电势点选取无关联联系系数值关系数值关系UABAB，当，当B0时，时，UABA单位单位相同，均是伏特相同，均是伏特(V)，常用还有，常用还有kV，mV等等标矢性标矢性都是标量，但均具有正负都是标量，但均具有正负物理意义物理意义均是描述电场能的性质的物理量均是描述电场能的性质的物理量电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义例例 1 如图如图1所示，某电

6、所示，某电场的等势面用实线表示，场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为各等势面的电势分别为10 V、6 V和和2 V，则，则UAB_，UBC_，UCA_. 解析解析 因因A、B两点在同一个两点在同一个等势面上等势面上所以所以 UABAB(1010)V0V B、C间的电势差为间的电势差为UBCBC 10(2) V 12 V C、A间的电势差为间的电势差为UCACA(210) V12 V故有故有AB10 V,C2 V电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习0V12 V12 V课堂讲义课堂讲义对电势差要注意角标的排序，对电势差要注意角标的排序，如：如：UABU

7、BA，UABUBCUAC.若求某点的电势，必须明确若求某点的电势，必须明确规定电势零点在哪里，然后根规定电势零点在哪里，然后根据两点间的电势差计算据两点间的电势差计算 例例 1 如图如图1所示，某电所示，某电场的等势面用实线表示，场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为各等势面的电势分别为10 V、6 V和和2 V，则，则UAB_，UBC_，UCA_. 借题发挥借题发挥电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习0V12 V12 V课堂讲义课堂讲义例例 2 对于电场中对于电场中A、B两点，两点，下列说法正确的是下列说法正确的是()A电势差的定义式电势差的定义式

8、UABWAB/q,说明两点间的电势差说明两点间的电势差UAB与电场力做功与电场力做功WAB成正比成正比,与移动电荷的电量与移动电荷的电量q成反比成反比BA、B两点间的电势差等于两点间的电势差等于将正电荷从将正电荷从A点移到点移到B点电场力点电场力所做的功所做的功与与电场力做功电场力做功WAB、移动电荷的移动电荷的电量电量q均无关，均无关，故故A错误；错误； 根据根据UABWAB/q将将单位正电荷单位正电荷从从A点点移到移到B点电点电场力所做的功场力所做的功，故，故B错误；错误；反映反映电场本身的性质电场本身的性质，与与试探电荷试探电荷无关无关电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义

9、课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义例例 2 对于电场中对于电场中A、B两点，两点，下列说法正确的是下列说法正确的是()C将将1 C电荷从电荷从A点移到点移到B点点,电场力做电场力做1 J的功，这两点间的功，这两点间的电势差为的电势差为1 VD电荷由电荷由A点移到点移到B点的过程点的过程中，除受电场力外，还受其它中，除受电场力外，还受其它力的作用，电荷电势能的变化力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功就不再等于电场力所做的功 根据根据UABWAB/q电势能的变化电势能的变化始终等于始终等于电场力所电场力所做的功，故做的功，故D错误。错误。 这两点间的电势差这两点间的电势差UAB

10、1 V，故，故C正确；正确； 电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习C课堂讲义课堂讲义二、电场力做功与电势差的关系二、电场力做功与电势差的关系1利用公式利用公式UABWAB/q或或WABqUAB计算时计算时W与与U的角标要对应的角标要对应4公式公式 WABqUAB和和WqELcos的比较的比较:WABqUAB适用于适用于 任意电场，而任意电场，而WqELcos只适用于匀强电场只适用于匀强电场 2在一般的计算中，各物理量都要带入符号在一般的计算中，各物理量都要带入符号,即即WAB、UAB、q均均 可正可负，其中可正可负，其中WAB取正号表示从取正号表示从A点

11、移动到点移动到B点时静电力做点时静电力做 正功，正功， WAB取负号表示从取负号表示从A点移动到点移动到B点时静电力做负功，做点时静电力做负功，做 负功时也可以说成电荷克服电场力做了功负功时也可以说成电荷克服电场力做了功3涉及涉及W、U、q三者关系的计算时，也可把各物理量都取绝对三者关系的计算时，也可把各物理量都取绝对 值，电场力做功的正负再根据电荷的移动方向及所受电场力值，电场力做功的正负再根据电荷的移动方向及所受电场力 的方向的具体情况来确定，电势差的正负根据两点电势的高的方向的具体情况来确定，电势差的正负根据两点电势的高 低判断低判断电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课

12、堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义例例3、在电场中把一个电荷量为在电场中把一个电荷量为6108 C的点电荷从的点电荷从A点移点移到到B点，电场力做功为点，电场力做功为3105 J，将此电荷从，将此电荷从B点移到点移到C点点,电场力做功电场力做功4.5105 J，求，求A点与点与C点间的电势差点间的电势差.电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习AE方法一：方法一：先求电场力做功，再先求电场力做功，再与电荷量求比值与电荷量求比值ACABBC555(3 104.5 10)J1.5 10JWWW创vBF-5AAC-C81.5 10V6-0 V1025WqUC方

13、法二：直接求两点间电势差方法二：直接求两点间电势差-5ABAB-83 10 V65 V1000WUq5BCBC84.5750101 V60VWUq-ACABBC (500750)V250 VUUU则课堂讲义课堂讲义例例3、在电场中把一个电荷量为在电场中把一个电荷量为6108 C的点电荷从的点电荷从A点移点移到到B点，电场力做功为点，电场力做功为3105 J，将此电荷从，将此电荷从B点移到点移到C点点,电场力做功电场力做功4.5105 J，求，求A点与点与C点间的电势差点间的电势差.借题发挥借题发挥(1)电场力做功与路径无关，只与始、末两点的位置有关，故电场力做功与路径无关，只与始、末两点的位置

14、有关，故WACWABWBC(2)在利用公式在利用公式UAB进行有关计算时，有两种处理方案进行有关计算时，有两种处理方案方案一：各量均带正负号运算但代表的意义不同方案一：各量均带正负号运算但代表的意义不同WAB的正、负号的正、负号表示正、负功；表示正、负功；q的正、负号表示电性，的正、负号表示电性，UAB的正、负号反映的正、负号反映A、B的的高低计算时高低计算时W与与U的角标要对应，即的角标要对应，即WABqUAB，WBAqUBA方案二：绝对值代入法方案二：绝对值代入法W、q、U均代入绝对值，然后再结合题意判均代入绝对值，然后再结合题意判断电势的高断电势的高电势差电势差目标定位目标定位预习导学预

15、习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习1.下列关于电场的描述，正下列关于电场的描述，正确的是确的是()A电场中某点电势的大小、电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关正负与零电势点的选取有关B电场中某两点间的电势差电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关与零电势点的选取有关C同一点电荷处于电场中的同一点电荷处于电场中的不同位置时，具有的电势能越不同位置时，具有的电势能越大，说明那一点的电势越高大，说明那一点的电势越高D同一点电荷在电场中任意同一点电荷在电场中任意两点间移动时，只要静电力做两点间移动时，只要静电力做的功相同，那么两点间的电势的功相同，那么两点间的电势差一定

16、相同差一定相同 AD沿电场线电势逐渐降低，但电势沿电场线电势逐渐降低，但电势的大小与零势面的选取有关的大小与零势面的选取有关 是电场本身决定的，与是电场本身决定的，与零电势面的选取无关零电势面的选取无关 与电荷的电性和该点电势都有关与电荷的电性和该点电势都有关WUq电场力做功电场力做功 与路径无关，与路径无关，只与初末位置电势差有关只与初末位置电势差有关电势差电势差目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习PEq对点练习对点练习 都是标量，其正负不表示方向都是标量，其正负不表示方向是电场本身的性质，与被移动电荷的电量、电性均无关；与电场是电场本身的性质，与被移动电荷的电量、电性均无关；与电场力对电荷做功无关力对电荷做功无关.2.关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是()A电势差是矢量，电场力做的功是标量电势差