高中物理 第一章 电场 1.4 电势和电势差知识导学案 粤教版选修3-1-粤教版高二选修3-1物理学案VIP免费

第四节电势和电势差问题探究1.静电场中的电势和电势差与地理位置的高度和高度差有相似之处吗?答案:我们常常说到某位置的高度,一定是指该位置相对某一基准点的高度,如某山峰高1200m就应该指其海拔高度;静电场中某点电势值一定是相对于零电势点而言,没有取零电势点就无从谈起电场中其他点的电势值.但是我们描述某高度差时,就不需要基准点,同样静电场中两点之间电势差值也与零电势点的选取无关.2.在力学中我们掌握了重力做功与重力势能改变量之间的关系,在热学中我们掌握了分子力做功和分子势能改变量之间的关系.现在将要学习的电场力的功与电势能改变量之间关系与之相似吗?答案:电场力做功和电势能改变量之间的关系与之完全相似.(1)这几种力(电场力、重力、分子力)做功均只与起点、终点位置有关,而与运动路径无关;(2)这几种力(电场力、重力、分子力)做功均引起相应势能(电势能、重力势能、分子势能)减少,克服这几种力(电场力、重力、分子力)做功均引起相应势能(电势能、重力势能、分子势能)增加;(3)这几种力做了多少功,相应势能就改变多少.自学导引1.什么是电势差?电荷在电场中从一点移到另一点过程中,__________________________与_____________的比值,叫做这两点间的电势差.两点间电势差也叫_____________电势差与参考点_____________.答案:电场力所做的功(W)电荷量(q)电压无关2.电场力做功有什么特点?做功的多少与什么因素有关?电场力做功的多少与电荷移动的始末位置_____________,与移动电荷的电荷量_____________;而与移动路径_____________.电场力做功的计算式为:_____________.答案:有关有关无关WAB=qUAB3.什么是电场中的电势?如何确定电场中某点电势?电场中某点电势,等于_____________由该点移到参考点时,_____________.答案:单位正电荷电场力所做的功4.什么是电势能?电场力所做的功与电势能改变量间有如何的关系?电荷在电场中_____________为电势能;电势能与参考点_____________,具有_____________.当电场力做功时,电势能_____________;当电荷克服电场力做功时,电势能____________.答案:所具有的势能有关相对性减少增加疑难剖析正确运用电势差公式qWU求电势差【例1】将电荷量为4×10-8C的点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功为5×10-6J；将电荷量为-2×10-8C的点电荷从B点移到C点，克服电场力做功为3×10-6J.试求AB、BC和AC两点间的电势差.解析：根据电势差的定义式，两点间的电势差等于移动点电荷电场力做的功跟点电荷电荷量的比值，那么很容易将UAB和UBC求出.在求UAC时，我们可设想从A到C移动一个电荷量为q的点电荷，先从A移到B，电场力做功WAB=qUAB，再从B移到C，电场力做功WBC=qUBC，则从A至C1电场力所做的功的总和为WAC=WAB+WBC=qUAB+qUBC，所以UAC=UAB+UBC，所以UAB=WAB/q=5×10-6J/(4×10-8C)=125VUBC=WBC/q=-3×10-6J/(-2×10-8C)=150VUAC=UAB+UBC=125V+150V=275V.温馨提示:本题是关于电势差这一知识要点的一个典型问题，解答需注意的地方有两处：一是电场力做的功是正功还是负功；二是点电荷是正电荷还是负电荷.在代入公式时，不能代错.电场力做功与电势能变化间的定性关系【例2】只受到电场力作用的电荷,下列说法正确的是（）A.顺着电场线运动的电荷的电势能一定减少B.逆着电场线运动的电荷的电势能一定增加C.若电场力对电荷做正功,则电荷动能一定增加D.若电场力对电荷做负功,则电势能一定增加解析:电势能的变化是由电场力做功的情况决定的.当电场力做功时,电势能减少;当电荷克服电场力做功时,电势能增加.题目虽然已知电荷顺着电场线或逆着电场线运动,但是电荷受到的电场力与速度间的关系仍不确定,故电场力做功情况不确定,因而电势能的变化情况也不确定.由于电荷仅受到电场力作用,电场力的功即为合外力的功.根据动能定理可知,若电场力做功,则动能增加,电势能减少;若电场力做负功,则动能减少,电势能增加.答案:CD温馨提示:在处理电场力的功与电势能变化量间的关系时,既要准确地掌握电场力的功与电势能变化之间的关系,更要能排除各种干扰清醒地分析出电场力做功的情况.【例3...