高中物理新课标版人教版选修3-1精品课件：《电势差》(PPT课件可

学科网资料 物理 课件

学科网资料 物理 课件

新课标人教版课件系列

《高中物理》选修3-1

学科网资料 物理 课件

1.5《电势差》

学科网资料 物理 课件

教学目标

(一)知识与技能 理解掌握电势差的概念、定义式与应用。 过程与方法 结合电势、电势能、静电力做功，通过对比 让学生深入理解电势差及其之间的关系 情感态度与价值观 培养学生对比的学习方法，培养学生的逻辑 能力 重点：理解掌握电势差的概念、定义式。 难点：根据电势差的定义式进行有关计算。

学科网资料 物理 课件

从上节所学的知识我们知道，电场中各点的电势一般来说是不相等的， 也就是说，电场中两点的电势存在一个差值，这个差值我们把它叫做 “电势差”。 1、电势差：电场中两点间的电势之差。俗称电压。 (1)计算式： , UAB=-UBA

U AB A B U B A B A

(2)单位：伏特(V)

a.电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。 b.电池的电压为1.5V,就是说其正极的电势比负极高1.5V ;灯泡获得1V的电压就是说其两端间的电势之差为1V。 c.若电场中有A、B两点，φA=4V、φB=-2V,则A、B两点 的电势差是多少？ UAB=6V 或UBA=-6V

学科网资料 物理 课件

猜想：电势差的大小与零电势点的选取有关吗？

无关

(3)电势差是标量。其正负表示大小。

我们知道，处于静电平衡状态的导体是一个等势体，若导体上各 点存在电势差，则电荷就要定向移动，电场力就要作功。可见，电势 差与电功有一定的关系。2、电场力做的功(电功):

W AB E pA E pB qU ABA

如图所示，电荷q从电场中的A移动到B时，电场 力做的功为：

W AB E pA E pB q A q B q( A B ) qU AB

B

用公式WAB=qUAB 时，WAB、q、UAB都有正负，计算时都要带正负号。

学科网资料 物理 课件

典型例题： 例1:(P24)

(1)根据WAB=qUAB>0知：φA> φB ; 又据 WBC=qUBC<0知：φB< φC ; 因|WAB|<|WBC|,φA- φB <φC–φB,故φA< φC (3)因WAC=WAB+WBC=qUAB+qUBC, 故： UAC=UAB+UBC 即(电场中各点的电势差可依次用代数方法相加。) (4)沿着电场线的方向，电势逐渐降低。 例2:(P25·”问题与练习”之2) 据动能定理有：ΔEk=W=qU=1.6×10-19×1J=1.6 ×10-19J 即：1ev =1.6 ×10-19J

学科网资料 物理 课件

1、电势差 U AB

小结：

和电势 q 都是描述电场的 能的性质的物理量，他们的大小都跟有无试 探电荷无关；而电势能的大小则与试探电荷 的电荷量有关( E p q ;+q在φ高处Ep

W AB q

Ep

大，-q在φ高处Ep小)。2、电势的高低与参考点的选取有关，但电势差 与参考点的选取无关。(这一关系类似于高 度与参考平面的选取有关，高度差与参考平 面的选取无关。)

学科网资料 物理 课件

巩固练习：1、(P25之3)

2、如图所示

,在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离 r1<r2 。若a、b两点间的电势 差为100V,将二价负离子由a点移到b点是电场力对 电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？ 解：Wab=qUab= -2×1.6×10-9×100J = -3.2×10-17J <0 故是电荷克服电场力做了 3.2×10-17J的功。

学科网资料 物理 课件

3、带电量为+3×10-6C的粒子先后经过电场中的A、B 两点，克服电场力做功6×10-4J,已知B点电势为 50V,则(l)A、B间两点间的电势差是多少？ (2)A点的电势是多少？(3)电势能变化了多少？ (4)把电量为-3×10-6C的电荷放在A点的电势能是多 少？ W AB ( 6 10 4 ) V 200V 解：(1) U AB 6q 3 10

(2)φA=UAB+φB=(-200+50)V= -150V (3)因为克服电场力做功6×10-4J,所以电势能增 加了6×10-4J。 (4)EpA=qφA= -3×10-6×(-150)J= 4.5×10-4J

学科网资料 物理 课件

4、如图所示是某电场中的一簇等势面，甲等势面的电 势为90V,乙等势面的电势为-10V,各相邻等势面 间的电势差相等。(l)将q=+1×10-8 C的电荷从A点 移到B点，电场力做功 ；(2)将 - 1 ×10-8 C的电荷从A点移到C点，电场力做功 ；(3) 在图中定性画出几条电场线. 甲 · A 解：(1) · WAB=qUAB=qU甲乙 · B =1×10-8×[90-(-10)]J 乙 · C -6J =1×10 (2)WAC=qUAC=-q· AB=-2×10-6J 2U (3)由电场线与等势面垂直，可画 出如右图所示的几条电场线。

学科网资料 物理 课件

5、如图所示的电场，E=1000V/C,ab=3cm,bc= 2cm。将电荷量为q=5×10-8C的点电荷沿矩形 abcda移动一周。则电场力做的总功为 ； 0 a、b两点间的电势差Uab为 ；a、c两点 30V 的电势差Uac为 30V 。a b E

d

c

学科网资料 物理 课件

A6、如图所示，光滑的绝缘竖直细杆与以 正电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点， B 设AB=BC=h。一质量为m、电荷量为 -q的空心小球从杆上A点从静止开始 Q〃 vB 3。 gh 下落，滑到B点时的速度 试求(1)小球滑到C点的速度； C (2)A、C两点的电势差。 解：(1)从B→C,根据动能定理得： mgh=mVC2/2-mVB2/2……① 而vB 3gh ② 联立①②解得：vC 5gh (2)从A→C,根据动能定理得：mg〃2h+qUAC=mVC2/2 mgh 解之得：U AC 2q

学科网资料 物理 课件

φ1 7、如图所示，实线为电场线，虚 线为等势线，且相邻两等势线 间的电势差相等。一正电荷在 φ3上时具有动能20J,它运动到 等势线φ1上时速度为0。令φ2= 0,则该电荷的电势能Ep=4J C 时，其动能大小为：( ) A) 16J ; B) 10J C) 6J; D) 4J

φ2

φ3

E

解：从φ 3→φ 1,由动能定理有：qφ 3-qφ 1=0-20……① 又φ 1-φ 2=φ 2-φ 3 因φ2=0 故有 qφ1=-qφ3……② 联立①②解得： qφ1=10J qφ3=-10J 即电荷在φ3时具有的总能量为E=Ep+Ek=(-10+20)J 由能量守恒定律可知：当Ep=4J时，Ek=6J

学科网资料 物理 课件

10、如图所示，在场强为 E的水平匀强电场中， 一根长为L的绝缘杆， 两端

分别固定着带有 电量+q和-q的小球 (大小不计)。现让绝 缘杆绕中点O逆时针转动α角，则转动中带电 小球克服电场力做功为多少？ 解：绝 缘杆绕中点O 逆时针转动α角时，+q和-q 所受电场力均做负功，且数值相等。故带电 小球克服电场力做的总功为： W=2×qE· (1-COS α) · L/2=qEL · (1-COS α)

学科网资料 物理 课件

11、在两个等量同种点电荷的连线上，有与连线 中点O等距的两点a、b,则( BCD ) A.a、b两点的场强矢量相同 B.a、b两点的电势相同 C.a、O两点间与b、O两点间的电势之差相等 D.同一试探电荷放在a、b两点的电势能相等