黑龙江省齐齐哈尔市高中物理第一章静电场1.5 《电势差》

黑龙江省齐齐哈尔市高中物理第一章静电场1.5 《电势差》

‎1.5　《电势差》 ‎ 学习 目标 ‎1．理解电势差的概念；‎ ‎2．知道电势和电势差的关系；‎ ‎3．会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功。‎ 学习 疑问 学习 建议 ‎【知识链接】‎ ‎1．静电力做功与电势能变化的关系?‎ ‎2．电势的定义式?‎ ‎【预学能掌握的内容】‎ ‎（查阅教材p20-21页完成下列问题）‎ 一、1、电势差：（又叫电压）‎ ‎（1）定义： ；‎ ‎（2）定义式： ；‎ ‎（3）单位： 符号： 。‎ ‎(4)矢标性： 。‎ ‎【合作探究一】电势差与电势的关系 问题1：电势差UAB与UBA相同吗？‎ 问题2：电势差的正负表示什么意义？‎ ‎3.电势差和电势的区别与联系是什么？‎ 电势φ 电势差UAB＝φA－φB 区别 ‎(1)(电场中某点的)电势与零电势点的选取 关(一般取无限远处或地球表面的电势为零电势)‎ ‎(2)电势由电场本身决定，反映电场的能的性质 ‎(3) 量(填相对、绝对)‎ ‎(4)标量，可正可负，正负号 ‎ ‎(1)(电场中两点间的)电势差与零电势点的选取 关 ‎(2)电势差由电场和这两点间的位置决定 ‎(3) 量 ‎(4)标量，可正可负，正负号反映 联系 ‎(1)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差 ‎(2)电势与电势差的单位相同，皆为伏特(V)‎ ‎【合作探究二】静电力做功与电势差的关系 ‎1、电荷q从电场中A点移到B点，试推导静电力做功与电势差的关系。‎ ‎2、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？‎ 归纳总结 ‎3、电势差与静电力做功的关系式:UAB=　　　　。‎ ‎4．静电力做功的计算方法 ：‎ ‎(1)在匀强电场中，W＝ ，α是E、l方向的夹角．‎ ‎(2)WAB＝ 既适用于匀强电场，又适用于非匀强电场．‎ ‎(3)由静电场的功能关系也可确定静电力做功. WAB＝‎ ‎(4)动能定理：‎ ‎【典题探究】‎ 一、电势差概念的理解 ‎【例1】 下列说法正确的是(　　)‎ A．A、B两点的电势差，等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功 B．电势差是一个标量，但是有正值或负值之分 C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关 D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，所以UAB＝UBA 二、电势差公式的应用 ‎【例2】 有一个带电荷量q＝－3×10－‎6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4 J的功，求A、C两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高．‎ ‎【例3】 在电场中把一个电量为2×10－‎9C的正电荷从电场中的A点移到B 点，电场力做功1.5×10－7J，再把这个电荷从B点移到C点，电场力做功-4×10－7J，（注意各物理量用正负值代入。）‎ ‎（1）A、B间，B、C间， C、A间的电势差各是多少？（2）把-2×10－‎9C的电荷从A点移到C点，电场力做功是多少？‎ ‎【课堂检测】‎ ‎1．关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是(　 　)‎ A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定 B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定 C．电势差是矢量，电场力做的功是标量 D．电场中两点间的电势差等于电场力做功 ‎2．（多选）有一个带电荷量q＝－3×10－‎6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做6×10－4 J的功，则(　 　)‎ A．UAB＝－200 V B．UAB＝200 V C．UBA＝－200 V D．UBA＝200 V ‎3．如图所示，是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的电势差大小为2 V，有一个带电荷量为q＝－1．0×‎108 C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，电场力做功为(　 　)‎ A．2．0×108 J B．－2．0×108 J C．1．60×107 J D．－4．0×108 J ‎4．如图所示，在处于O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2；由C点移到B点电场力做功为W3，则三次电场力做功的大小关系为(　 　)‎ A．W1＝W2＝W3＜0‎ B．W1＞W2＝W3＞0‎ C．W1＝W3＞W2＝0‎ D．W3＞W1＝W2＝0‎ ‎5．如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为3．0 J，电场力做的功为2．0 J．则下列说法正确的是(　 　)‎ A．粒子带负电 B．粒子在A点的电势能比在B点少2．0 J C．粒子在A点的机械能比在B点少1．0 J D．粒子在A点的动能比在B点多1．0 J ‎6． 一个带正电的质点，电荷量q=2×10‎-9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力做功外，其他外力对质点做功为6．0×10-5J，质点的动能增加了8×10-5J，求a、b两点的电势差Uab．‎ ‎【层次一】‎ ‎1.对UAB＝1 V的正确理解是(　　)‎ A．从A到B移动q C的正电荷，静电力做功1 J B．从A到B移动‎1 C的正电荷，静电力做功1 J C．从B到A移动‎1 C的正电荷，静电力做功1 J D．从A到B移动‎1 ‎C的正电荷，静电力做功－1 J ‎2．一个带正电荷的质点，电荷量q＝2.0×10－‎9 C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除静电力做功外，其他力做功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则ab两点间电势差Uab为(　　)‎ A．3.0×104 V　　　　 　B．1.0×104 V C．4.0×104 V D．7.0×104 V ‎3．万有引力可以理解为：任何有质量的物体都要在其周围空间产生一个引力场，而一个有质量的物体在其他有质量的物体所产生的引力场中都要受到该场的引力作用．这种情况可以与电场相类比，那么在地球产生的引力场中的重力加速度，可以与电场中下列哪种物理量相类比(　　)‎ A．电势　　B．电势能　　C．电场强度　　D．静电力 ‎4．在电场中，一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV，则以下说法中正确的是(　　)‎ A．电场强度的方向一定由b沿直线指向a B．a、b两点间电势差Uab＝5 V C．电子的电势能减少5 eV D．电子的电势能减少5 J ‎5．关于电势差的说法中正确的是(　　)‎ A．两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时静电力所做的功 B．‎1 C电荷从电场中一点移动到另一点，如果静电力做了1 J的功，这两点间的电势差就是1 V C．在两点间移动电荷时，静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关 D．两点间电势差的大小跟放入这两点的电荷的电荷量成反比 ‎6．（多选）如图所示， 虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点，仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知(　　)‎ A．三个等势面中，a的电势最高 B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大 D．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大 ‎7．（多选）如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正确的是(　　)‎ A．A、D两点间电势差UAD与A、A′两点间电势差UAA′相等 B 带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,静电力做正功 C 带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,电势能减小 D 带电粒子从A点移到C′点,沿对角线A→C′与沿路径A→B→B′→C′静电力做功相同 ‎【层次二】‎ ‎8．图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV，它的动能应为(　　)‎ A．8 eV B．13 eV C．20 eV D．34 eV ‎9．如图所示，为一组未知方向的匀强电场的电场线，把电荷量为1×10－‎6 C的负电荷从A点沿水平线移至B点，静电力做了2×10－6 J的功，A、B间的距离为‎2 cm，求：‎ ‎(1)匀强电场场强是多大？方向如何？‎ ‎(2)A、B两点间的电势差是多大？若B点电势为1 V，则A点电势是多大？电子处于B点时，具有多少电势能？‎ ‎10．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－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，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)AC两点的电势差．‎