海南省东方市琼西中学高中物理电势差 5页

‎《电势差》 ‎ ‎【学习目标】‎ ‎1、理解电势差的概念，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公式，知道两点间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系。‎ ‎3、知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算。‎ ‎【重点难点】‎ 静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义 ‎【学法指导】‎ 认真阅读教材，体会电势差的特点；体会例题展示的解题方法 ‎【知识链接】‎ 除了电场强度，电势是又一个表征电场性质的重要物理量。‎ 电势的定义：‎ 用公式表示为： ‎ 应该先规定电场中某处的电势为0，然后才能确定其他各点的电势。电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。但电势只有大小，没有 ，是 量。‎ 选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变。那么有没有不随电势零点变化而变化的物理量呢？（类比高的和高度差思考）‎ ‎【学习过程】‎ ‎1、电势差 ‎（1）电势差是电场中两点间的电势的差值，‎ 即：UAB= 或UBA= 显然UAB=-UBA ‎（2）电场中某一点的电势，与选取的电势零点有关；而电场中两点间的电势差，与选取的电势零点 。‎ ‎（3）电势和电势差单位都是 ，符号 ，都有正负值，但都是 量 a. 电势的正负表示该点比电势零点的电势高或低；‎ b. 电势差的正负表示电场中两点电势的高低。‎ 说明：电势差也叫电压，在很多场合下电压不带正负号。‎ ‎2 、电势差与电场力做功的关系 ‎（1）推导： 电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与两点间电势差UAB关系：‎ ‎（2）关系式： 或 ‎［思考］UAB由什么决定？由WAB、q决定吗？‎ 所以电势差反映了 . ‎3、应用计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：‎ ‎＞0，电场力做 功； ＜0，电场力做 功（也可以说成物体克服电场力做功）；‎ ‎＞0，表示 ； ＜0，表示 （比较和的高低）‎ 三、典型例题分析 ‎（提示 ：应用计算时，注意各物理量用正负值代入。）‎ ‎【例1】将一个电量为－2×10－‎9C的点电荷从电场中的N点移到M点，需克服电场力做功1.4×10－8J，N、M两点间的电势差UNM为多少？若将该电荷从M移到N，电场力做什么功？UMN为多少？‎ ‎【例2】在电场中把2.0×10－‎9C 的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5×10－7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-4.0×10－7J 。‎ ‎(1)A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？‎ ‎（2） AB间，BC间，AC间的电势差各是多大？‎ ‎（3）把-1.5×10－‎9C的电荷从 A 点移到C 点，静电力做多少功？‎ 解（1）‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ 四、课堂小结：‎ ‎1、电势差的概念及公式：‎ ‎2、电势差和电势的区别：‎ ‎3、电势差与电场力做功的关系式：‎ ‎4、应用计算时的注意事项： ‎ ‎【训练测试】‎ ‎1．(2020·长沙市一中高二检测)下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有 (　　)‎ ‎①场强E＝F/q　②场强E＝U/d　③场强E＝kQ/r2　④电场力做功W＝Uq A．①③　　　　　　　　　 B．②③‎ C．②④ D．①④‎ ‎2．下列说法哪些是正确的 (　　)‎ A．电势处处相等且不为零的空间中各点场强必为零 B．电势降落速度最大的方向必为场强方向 C．电场中电势高的点场强较大 D．电场中场强相等的两点间电势差一定为零 ‎3．如下图所示，匀强电场场强E＝100V/m，A、B两点相距‎10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UBA之值为 (　　)‎ A．－10V B．10V C．－5V D．－5V ‎4．(2020·河南宝丰一中高二检测)A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且到连线上中点O的距离相等，如图所示，则 (　　)‎ A．同一电荷在A，B两点的电势能相等 B．把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电场强度先增大后减少 C．把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电势能先减少后增大 D．A、B连线上的任意两点的电势差为零 ‎5．夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距‎3km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以‎5m ‎/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电．设两云团之间电势差保持3×109V不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3×106V/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过________秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为‎500C，闪电历时0.01s，则此过程中的平均电流为________安培．(提示：电流I＝)‎ ‎6．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝‎5cm，bc＝‎12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电量为q＝4×10－‎8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10－7J，求：‎ ‎(1)匀强电场的电场强度E；‎ ‎(2)电荷从b移到c，电场力做的功W2；‎ ‎(3)a、c两点的电势差Uac.‎ ‎【学习反思】‎ 利用电势差的概念计算静电力做功时，电荷量、电势差、功三者的符号怎样处理？‎