高中物理 第1章 5 电势差学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案VIP免费

5电势差[学习目标]1.知道电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关。2.掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正、负与这两点电势高低之间的对应关系。(重点)3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行计算。(难点)一、电势差1．定义电场中两点间电势的差值叫作电势差，也叫电压。2．公式设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则A、B两点之间的电势差为：UAB＝φA－φB，B、A两点之间的电势差为：UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA。3．电势差的正负电势差是标量，但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。二、静电力做功与电势差的关系1．公式推导电荷q在电场中从A点移到B点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：WAB＝EpA－EpB，由电势能与电势的关系φ＝可得EpA＝qφA，EpB＝qφB。所以WAB＝q(φA－φB)＝qUAB，所以有UAB＝。2．公式：UAB＝。3．物理意义电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电场中A、B两点的电势差，不仅与A、B两点的位置有关，还与零势能面的选取有关。(×)(2)电场中任意两点的电势差，均与是否放入试探电荷无关。(√)(3)若UAB>0，说明φA>φB，但无法判断φA、φB的正负。(√)(4)若电场中两点间的电势差UAB＝1V，则将单位电荷从A点移到B点，电场力做功为1J。(×)(5)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将－q从B点移到A点电场力所做的功相同。(√)2．在电场中A、B两点间电势差为UAB＝75V，B、C两点间电势差UBC＝－200V，则A、B、C三点的电势高低关系为()A．φA>φB>φCB．φA<φC<φBC．φC>φA>φBD．φC>φB>φAC[因为UAB＝φA－φB＝75V>0，所以φA>φB，因为UBC＝φB－φC＝－200V<0，所以φB<φC，又UAC＝UAB＋UBC＝75V＋(－200)V＝－125V<0，所以φA<φC，则φC>φA>φB，C正确。]3．如图所示，a、b是电场线上的两点，将一点电荷q从a点移到b点，电场力做功W，且已知a、b间的距离为d，以下说法中正确的是()A．a、b两点间的电势差为B．b、a两点间的电势差为C．b点的电势为D．a点的电势为A[由W＝qU知a、b两点间的电势差Uab＝，所以Uba＝－，所以A项正确，B项错误；题中没有指明零电势点，所以C、D项错误。]电势与电势差1.对电势差的几点认识(1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值。(2)对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差，而且先后顺序不能乱。如A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA，而UAB＝－UBA。(3)电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点电势的高低。(4)电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关。2．电势差与电势的对比电势φ电势差U区别定义电势能与电荷量的比值φ＝电场力做功与电荷量的比值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有，与零电势位置的选取有关无，与零电势位置的选取无关联系数值关系UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA单位相同，均是伏特(V)标矢性都是标量，且均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量【例1】有一带电荷量q＝－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10－4J，从B点移到C点时，静电力做功9×10－4J。求：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？思路点拨：(1)可根据UAB＝分析电势差。(2)可由φ＝确定电势及电势能。[解析](1)根据U＝则UAB＝V＝200V，即φA－φB＝200VUBC＝V＝－300V，即φB－φC＝－300VUCA＝φC－φA＝100V。(2)若φB＝0，则φA＝200V，φC＝300VEpA＝φAq＝200×(－3×10－6)J＝－6×10－4J。EpC＝φCq＝300×(－3×10－6)J＝－9×10－4J。[答案](1)200V－300V100V(2)200V300V－6×10－4J－9×10－4J上例中，若规定A点电势为零，则B、C两点的电势各为多少？电荷在B、C两点的电势能各为多少？提示...