2018版高中物理 第2章 电势能与电势差 第3节 电势差学案 鲁科版选修3-1

1、第三节电位差了解目标知脉络1.了解电位差和电位差与电场力做功的关系，用公式W=quab进行相关计算。(困难)2.了解电位差和电场强度之间的关系，并使用公式e=进行相关计算。(键)3.了解示波器的工作原理。(要点)电势差和电场力作功1.位差(1)定义：电场中两点之间的差，用符号u表示.(2)定义公式：UAB= a- b(3)单位：与电位单位相同，国际单位为伏特，符号为伏特.(4)标量性质：电位差是标量，但有正负之分。UAB 0表示A点的电位高于b点的电位.2.电场力确实起作用(1)公式：wab=EPA-EPB=quab。(2)电子伏特：1电子伏特=1.6010-19 j，表示当电子在两个电位差为

2、1伏特的点之间自由运动时，电场力所做的功.1.电位差的正值和负值代表电位差的大小。()2.UAB=-6 V，这意味着点A的电位比点B的高6 V()3.如果正电荷从点A移到点B，电场力做正功，那么UAB 0。()电位差与零电位位置的选择有关吗？提示没关系。电位是相对的，电位差是绝对的。电荷q在电场中从a点移动到b点，电场力所做的功WAB是确定的。当电荷变为2q时。讨论1:电场力是如何变化的？提示它是原来的两倍，变成2WAB。讨论2:电场力与电荷的功的比值是如何变化的？提示不变。它总是a点和b点之间的电位差.1.电位差和电势的比较电势电位差UAB差异定义势能与电荷之比：=电场力与电荷之比：u=决定

3、因素它由电场及其在电场中的位置决定它由电场和场中两点的位置决定相对论它与零势能点的选择有关与零势能点的选择无关接触数字关系Uab= a- b，当 b=0时，Uab= a单位同样的，都是伏特，常用的有千伏、毫伏等。向量标准化它们都是标量，但它们既有积极的一面，也有消极的一面物理意义所有这些都是描述电场能量性质的物理量2.对电场力WAB=qUAB公式的理解(1)公式WAB=qUAB适用于任何电场，而UAB是电场中两点a和b之间的电位差。(2)公式中的所有量都是正的和负的，在计算中W和U的角标记应该相互对应，即WBA=量子位，量子位=量子位。1.(多项选择)以下陈述是正确的()A.电位差u=的定义公

4、式，它表明两点间的电位差u与电场力做功w成正比，与运动电荷的电荷量q成反比B.两点之间的电位差是正电荷从一点移动到另一点所做的功C.将1摄氏度的正电荷从一点移到另一点，电场力做功1焦耳。这两点之间的电位差是1 VD.电荷只在电场力的作用下从一个点移动到另一个点，电场力所做的功等于电荷还原的势能【解析】电位差的大小取决于电场本身，与测试电荷q无关，所以a项是错误的，电位差和电场力功是两个本质上不同的物理概念，所以b项是错误的，选项c和d是正确的。回答光盘2.在电场中，将电荷为610-6的负电荷从点A移动到点B，克服电场力并做功310-5焦耳，然后将电荷从点B移动到点C，电场力做功1.210-5焦

5、耳，因此：(1)a和b，b和c之间的电位差.(2)当B点为零时，A点和C点的电势是多少？TutorialNo。分辨率 (1) UAB=v=2.E=是场强的定义，仅适用于均匀电场。()3.E=是点电荷的场强公式，只适用于真空中点电荷产生的电场。()根据e=，e与u成正比，与d成反比，这个说法对吗？提示在均匀电场中，E等于U与D的比值，所以上述说法不正确。图231是初中地理等高线图(图中数字的单位是m)。图231讨论1:山的哪一边更陡，左边的A还是右边的B？提示右边的等高线很密集，所以地形比左边陡峭。讨论2:现在，这个图被认为是描述电势水平的等势线。图中的数字单位是V，A和B的哪一边有快速下降的潜

6、力？哪一侧电场强度高？提示如果将该图视为等电位线，右侧的电位会迅速下降，右侧的电场强度也会更大。三种电场强度公式的比较公式适用范围解释E=F/q任何电场定义公式，q是审判费用E=kQ/r2真空中点电荷电场q是场源电荷，E表示距点电荷距离为R的某一点的场强e=单位/天均匀电场沿电场线方向被d分开的两点之间的电位差是u3.要理解公式E=UAB/德，以下陈述是正确的()A.这个公式适用于计算任何电场中a点和b点之间的电位差B.点A和点B之间的距离越大，这两点之间的电位差就越大C.公式中的d指的是点A和点b之间的距离D.公式中的d是均匀电场中A和B等势面之间的垂直距离分辨率公式e=仅适用于均匀电场，d

7、是a点和b点之间的距离沿电场线方向的投影，因此选择d。答案 D4.如图232所示，实线代表电场线，虚线代表等电位线。点a和b的电位分别为 a=-50 v和 b=-20 v，因此连接线a和b中点c的电位满足()TutorialNo。图232交流c=-35伏B.c-35伏C.c-35伏D.以上答案都不正确分析从标题图中可以看出，这是一个不均匀的电场，EB-35 V，选项B是正确的。回答乙5.如图233所示，在均匀电场中，电荷q=5.010-10的正电荷从点a移动到点b，从点a移动到点c，电场力所做的功为3.010-8 j，已知点a、b和c的连线形成直角三角形，lab=20 cm，=37。图233(

8、1)a点和b点之间的电位差；(2)均匀电场的电场强度；(3)电场强度的方向。【解析】(1)由于正电荷q是从a到b和从a到c，电场力做正功且相等，所以Uab=Uac可以由w=qu得到，当b和c在同一个等电位面上时，电场强度的方向平行于ac，a指向c .Uab=V=60 V(2) e=v/m=375v/m，u=ed。(3)电场强度方向平行于交流电，指向从交流电到交流电的方向.答案 (1) 60 V (2) 375 V/m (3) A C1.在均匀电场中，任何方向上平行且相等线段两端的电位差相等。2.在非均匀电场中，公式e=可用于定性分析问题。在等电位面中，等电位面越密，场强越强，如图234a所示。

9、如图b所示，a、b和c是电场线上的三个点，并且距离ab=BC，因此可以从电场线的分布来判断UabUbc。A b图234示波器管的工作原理示波管的工作原理(1)示波器是观察电信号波形的常用仪器。它还可以用来测量电信号的周期、频率和电压等参数。示波器的核心部件是示波器。(2)阴极射线管示波器主要由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，示波器管抽真空。1.电子枪的功能是产生高速飞行的电子束。2.示波器广泛应用于电子技术领域。示波器是示波器的核心部件。示波器屏幕上的视觉图像是如何形成的？图235提示如果信号电压被施加到垂直偏转电极，并且扫描电压被施加到水平偏转电极，则可视图像将出现在根据垂直偏转电压的规律而变

10、化的屏幕上。1.电场中带电粒子的加速模型当带电粒子以平行于电场线的方向进入均匀电场时，它们受到的电场力与运动方向在同一直线上，它们以均匀的加速度(减速度)直线运动。处理这些问题的方法(1)用牛顿第二定律结合运动学公式求解。A=，v2=2ad，因此v=。(2)根据动能定理，qu=mv2或qu=mv2-mv。2.带电粒子在电场中的偏转模型(1)基本法初始速度方向电场线方向离开电场时的偏转角：tan =离开电场时位移与初始速度方向的夹角：tan =。(2)几个常见的推论tan =2tan 。(2)当粒子从偏转电场中射出时，其反向速度延伸线和初始速度方向延伸线相交于沿初始速度方向的部分位移的中点。对于

11、以相同初始速度进入相同偏转电场的带电粒子，无论M和Q是否相同，只要荷质比相同，偏转距离Y和偏转角度也相同。如果以相同的初始动能Ek0进入相同的偏转电场，只要q相同，无论m是否相同，偏转距离y和偏转角度都相同。当不同的带电粒子被相同的加速电场(即相同的加速电压)加速并进入相同的偏转电场时，偏转距离y和偏转角度相同。6.如图236所示，带电粒子从粒子源(初始速度很小，可以忽略)漂移到具有电压U1的加速电场中，并且在被加速之后，它沿着平行金属板a和b的中心线从小孔s注入，金属板a和b的长度为l，间隔d，电压为U2。然后带电粒子可以在板a和板b之间飞出，应该满足的条件是()教程编号：图236A.b . C.d . 分析从水平投掷的运动规律可知：y=at2=，即，所以应选择d。答案 D7.长度为l的平行金属板在两块板之间形成均匀的电场，电荷数量为q、质量为m的带电粒子以接近上板的初始速度v0沿着垂直于电场线的方向注入均匀的电场，正好从下板的边缘射出，并且速度方向正好与下板形成30角，如图237所示。计算均匀电场的场强和两块板之间的距离。图237分辨率如果场强