广东省惠州市高中物理 第一章 电场 第四节 电势和电势差第2课时导学案（无答案）粤教版选修3-1（通用） 7页

第四节 电势与电势差 (第二课时) ‎ ‎【自主学习】‎ 一、 学习目标 1. 知识与技能 （1） 熟练掌握电场中各种力所做功与各种能之间的关系 （2） 熟练掌握利用电势差的公式求解电势差以及电势 （3） 电场线分布以及电势的关系 2. 过程与方法 通过分析解决问题，让学生更加牢固地掌握物理规律 3. 情感、态度与价值观 培养学生掌握应用物理规律解决问题的能力 ‎4.重点难点 ‎（1）电场中力所做的功与能之间的关系 ‎（2）利用电势差公式求出电势差以及电势 ‎5.自主学习 ‎1. 电势差定义式为_______________，电势定义式为___________________，通常我们选择_______________为零势点，电势差与零势点的选择_________.‎ ‎2.电势差与电势关系：_______________________________________________。‎ ‎3.电场力做正功，电势能_____________，克服电场力做功，电势能__________。‎ ‎4.沿着电场线的方向，电势将________________。‎ 要点透析 问题一电场中的功能关系 ‎1．如图所示，在场强E＝104 N/C的水平匀强电场中，有一根长l＝‎15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝‎3 g、电荷量q＝2×10－‎‎6 C 的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取‎10 m/s2.求：‎ ‎(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？‎ ‎(2)若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？‎ ‎(3)小球到B点时速度为多大？‎ 问题二正确运用电势差公式 求电势差 ‎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5×10-6 J；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.‎ 课 堂 检测案 第四节电势与电势差 l ‎【课堂检测】‎ ‎1. 如图所示，A、B是同一条电场线上的两点，下列说法正确的是 ( )‎ A．正电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能 B．正电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能 C．负电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能 D．负电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能 ‎ ‎2. 如图所示，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为 E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．小球在运动过程中机械能守恒 B．小球经过环的最低点时速度最大 C．小球电势能增加EqR D．小球由静止释放到达最低点，动能的增量等于mgR＋EqR ‎3. 带电荷量为q＝＋5.0×10－‎8 C的点电荷从A点移到B点时，克服电场力做功3.0×10－6 J．已知B点的电势为φB＝20 V．求：‎ ‎(1)A、B间的电势差；‎ ‎(2)A点的电势；‎ ‎(3)q从A到B的电势能变化；‎ ‎(4)将q＝－5.0×10－‎8C的点电荷放在A点时它的电势能．‎ 课 堂 训练案 第四节电势与电势差 l ‎【当堂训练】‎ ‎1. 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 ‎2. 一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－‎9 C，在静电场中由a点移到b点过程中，除电场力外，其他力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b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.如图所示是一匀强电场，已知场强E＝2×102 N/C.现让一个电荷量q＝－4×10－‎8 C的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离s＝‎30 cm.试求：‎ ‎(1)电荷从M点移到N点电势能的变化；‎ ‎(2)M、N两点间的电势差．‎ 课 后 拓展案 第四节电势与电势差 l ‎【巩固拓展】‎ ‎1. 如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零．现将另一正点电荷q由a点沿连线移到c点．在移动的过程中，点电荷q的电势能变化的情况是( )‎ A．不断减小 B．不断增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 ‎2. 如图所示，带电粒子以竖直向上的初速v0自A处进入场强为E、方向水平向右的匀强电场，当粒子到达图中B处时速度变成水平向右，大小为2v0.那么，A、B间的电势差是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. 无法求出 ‎3. 如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方，和Q相距分别为h和0.25h，将一带电小球从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零．若此电荷在A点处的加速度大小为g，试求：‎ ‎(1)此电荷在B点处的加速度；‎ ‎(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)．‎ 选修3-1 第一章 电场 第四节电势与电势差(第二课时) 参考答案 课前先学案 自主学习1. UAB＝，φA =，无穷远，无关 ‎2、UAB=ΦA-ΦB，UBA=ΦB-ΦA 3、减少，增加 4、逐渐减小 要点透析：问题一：1、解析：(1)ΔEP＝－mgl＝－4.5×10－3 J ΔEP电＝Eql＝3×10－3 J.‎ ‎(2)EP＝3×10－3 J，EP＝φBq，φB＝ V＝1.5×103 V ‎(3)A→B由动能定理得： mgl－Eql＝mv，所以vB＝‎1 m/s 问题二：1. UAB=WAB/q=5×10-6 J/(4×10‎-8 C)=125 V UBC=WBC/q=-3×10-6 J/(-2×10‎-8 C)=150 V UAC=UAB+UBC=125 V+150 V=275 V. 课堂检测案1、AD 2、BD ‎3、（1）UAB＝＝ V＝－60 V ‎（2）根据UAB＝φA－φB得A点的电势为：φA＝UAB＋φB＝(－60 V)＋20 V＝－40 V ‎ (3) q从A到B克服电场力做功，电势能一定增加ΔEp＝W＝3.0×10－6 J.‎ ‎（4）根据公式φA＝得：负电荷q在A点的电势能为 EpA＝qφA＝(－5.0×10－8)×(－40) J ＝2.0×10－6 J.‎ 课堂训练案1、B 2、B ‎3、解析 (1)从M到N的过程中电场力做功为：‎ WMN＝qE·s＝－4×10－8×2×102×0.3 J＝－2.4×10－6 J由电场力做功与电势能变化的关系可知： ΔEp＝－WMN＝2.4×10－6 J 故电势能增加了2.4×10－6 J ‎(2)由UMN＝得UMN＝ V＝60 V.‎ 课后拓展案 1、C 2、C ‎3、解析 (1)这一小球必带正电，设其电荷量为q，由牛顿第二定律知，在A点时，有mg－＝m·g，在B点，有－mg＝maB，解得aB＝‎3g，方向竖直向上；‎ ‎(2)从A到B的过程中，由动能定理得mg(h－0.25h)＋qUAB＝0，得UAB＝－.‎