高中物理 第一章 靜電場 第6講 電勢差學案 -1

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精電勢差目標定位1。理解電勢差的概念，知道電勢差與電勢零點的選擇無關.2。掌握兩點間電勢差的表達式,知道兩點之間電勢差的正、負號與這兩點的電勢高低之間的對應關系.3。會用uabab及uab進行有關計算一、電勢差1定義:電場中兩點間電勢的差值也叫電壓2電場中兩點間的電勢差與零電勢點的選擇無關(填“有關”或“無關”)3公式：電場中a點的電勢為a,b點的電勢為b，則uabab，ubaba，可見uabuba。4電勢差是標量，uab為正值，a點的電勢比b點的電勢高；uab為負值，a點的電勢比b點的電勢低5電勢差的單位和電勢的單位相同,均為伏特，符號是v.深度思考選取不同的零電勢點

2、，電場中某點的電勢會改變嗎？兩點之間的電勢差會改變嗎？答案該點的電勢會改變；兩點之間的電勢差不變例1下列說法正確的是（)a電場中兩點間的電勢差大小與零電勢點的選取有關buab和uba是不同的,它們有關系:uabubaca、b都有正負，所以電勢是矢量d若b0,則auab解析由電勢差的概念知b、d正確答案bd例2如圖1所示,某電場的等勢面用實線表示，各等勢面的電勢分別為10v、6v和2v，則uab_,ubc_，uca_。圖1解析由電勢差的基本定義可知：因a、b兩點在同一個等勢面上,故有ab10v,c2v，所以uabab（1010）v0.b、c間的電勢差為ubcbc10（2)v12v。c、a間的電勢

3、差為ucaca（210) v12v.答案012v12v(1)對電勢差要注意角標的排序,如：uabuba，uabubcuac。(2)若求某點的電勢，必須明確規(guī)定零電勢點在哪里，但兩點間電勢差的數(shù)值與零電勢點的選取無關.二、靜電力做功與電勢差的關系1關系：wabquab，uab。2適用范圍：任意電場例3在電場中把一個電荷量為6108c的點電荷從a點移到b點，電場力做功為3105j，將此電荷從b點移到c點，電場力做功4.5105j，求a點與c點間的電勢差解析求解電勢差可有兩種方法：一種是電場力所做的功與電荷量的比值，另一種是兩點電勢的差值法一把電荷從a移到c電場力做功wacwabwbc(31054.

4、5105)j1。5105j。則a、c間的電勢差uacv250v。法二uabv500v。ubcv750v.則uacuabubc(500750)v250v.答案250v(1)電場力做功與路徑無關,只與始、末兩點的位置有關，故wacwabwbc.(2)在利用公式uab進行有關計算時，有兩種處理方案，方案一：各物理量均帶正、負號運算,但代表的意義不同.wab的正、負號表示正、負功；q的正、負號表示電性；uab的正、負號反映a、b的高低。計算時w與u的角標要對應，即wabquab,wbaquba。方案二：絕對值代入法。wab、q、uab均代入絕對值，然后再結合題意判斷電勢的高低。針對訓練電場中有a、b兩

5、點，一個點電荷在a點的電勢能為1.2108j，在b點的電勢能為8.0109j已知a、b兩點在同一條電場線上，如圖2所示，該點電荷的電荷量為1.0109c,那么（)圖2a該電荷為負電荷b該電荷為正電荷ca、b兩點的電勢差uab4.0vd把電荷從a移到b，電場力做功為w4。0j答案a解析點電荷在a點的電勢能大于在b點的電勢能,從a到b電場力做正功，所以該電荷一定為負電荷,且wabepaepb1.2108j8.0109j4。0109j，故a項正確，b、d項錯誤；uabv4。0v,所以c選項錯誤1（對電勢差的理解）下列說法正確的是(）a電場中兩點間電勢的差值叫做電勢差，也叫電壓b電勢差與電勢一樣,是相

6、對量，與零電勢點的選取有關cuab表示b點與a點之間的電勢差，即uabbada、b兩點的電勢差是恒定的，不隨零電勢點的不同而改變，所以uabuba答案a解析電勢差的大小與零電勢點的選取無關，b錯誤;電勢差可以反映出兩點電勢的高低，uababuba，而電壓只是電勢差的大小,c、d錯誤2(電場力做功與電勢差的關系）關于電勢差和電場力做功的說法中，正確的是（）a電勢差是矢量，電場力做的功是標量b在兩點間移動電荷，電場力不做功,則兩點間的電勢差為零c在兩點間被移動的電荷的電荷量越少,則兩點間的電勢差越大d在兩點間移動電荷時,電場力做正功,則兩點間的電勢差大于零答案b解析電勢差是標量,其正、負號不表示方

7、向，故a錯兩點間的電勢差與被移動電荷的電荷量無關,故c錯若在兩點間移動負電荷時，電場力做正功,則這兩點間電勢差為負值，故d錯，只有b對3（電勢差與電場力的功)如圖3所示，在處于o點的點電荷q形成的電場中，試探電荷q由a點移到b點,電場力做功為w1;以oa為半徑畫弧交ob于c，再把試探電荷由a點移到c點電場力做功為w2，由c點移到b點電場力做功為w3.則3次電場力做功的大小關系為()圖3aw1w2w30bw1w2w30cw1w3w20dw3w1w20答案c解析因為a、c在同一等勢面上，所以uabucb，uac0，w1w3，w20。選c。4（電場力做功與電勢差的關系）有一電荷量為q3106c的點電

8、荷，從電場中的a點移到b點時，克服電場力做功6104j從b點移到c點電場力做功9104j。(1）ab、bc、ca間電勢差各為多少？(2）如以b點電勢為零，則a、c兩點的電勢各為多少？電荷在a、c兩點的電勢能各為多少？答案(1）uab200vubc300vuca100v(2)a200vc300vepa6104jepc9104j解析(1)法一先求電勢差的絕對值，再判斷正、負|uabv200v。因負電荷從a移到b克服電場力做功，必是從高電勢點移向低電勢點，即ab，uab200v.ubcv300v.因負電荷從b移到c電場力做正功,必是從低電勢點移到高電勢點，即bc，ubc300v,ucaucbubau

9、bc（uab）（300200) v100v。法二直接代入數(shù)值符號求解電荷由a移向b克服電場力做功即電場力做負功，wab6104j。uabv200v。電荷由b移到c電場力做正功，ubcv300v.故ucaucbuba100v（2)若b0，由uabab,得auabb200v.由ubcbc得cbubc0（300) v300v.電荷在a點的電勢能epaqa3106200j6104j電荷在c點的電勢能epcqc3106300j9104j.題組一對電勢差的理解1對于電場中a、b兩點，下列說法正確的是()a電勢差的定義式uab，說明兩點間的電勢差uab與電場力做功wab成正比，與移動電荷的電荷量q成反比ba

10、、b兩點間的電勢差等于將正電荷從a點移到b點電場力所做的功c將1c電荷從a點移到b點，電場力做1j的功，這兩點間的電勢差為1vd電荷由a點移到b點的過程中，除受電場力外,還受其它力的作用，電荷電勢能的變化就不再等于電場力所做的功答案c解析uab反映電場本身的性質，與試探電荷無關,不能說兩點間的電勢差uab與電場力做功wab成正比，與移動電荷的電荷量q成反比，故a錯誤；根據電勢差的定義式uab可知:a、b兩點間的電勢差等于將單位正電荷從a點移到b點電場力所做的功，故b錯誤；根據電勢差的定義式uab可知：將1c電荷從a點移到b點,電場力做1j的功，這兩點間的電勢差uab1v，故c正確；電荷由a點移

11、到b點的過程中,電荷電勢能的變化仍等于電場力所做的功，故d錯誤2(多選)若在某電場中將5.0108c的電荷由a點移到b點,靜電力做功6。0103j，則（)aa、b兩點間的電勢差是1。2105vba、b兩點間的電勢差是3.01010vc若在a、b兩點間移動2.5108c的電荷，則靜電力做功3。0103jd若在a、b兩點間移動1。0107c的電荷，則靜電力做功3。01017j答案ac解析由公式wqu可得,電勢差uv1。2105v，選項a正確,選項b錯誤；若移動2。5108c的電荷，靜電力做功w2q2u2.51081.2105j3。0103j，選項c正確；若移動1.0107c的電荷，靜電力做功w3q

12、3u1.01071。2105j1.2102j，選項d錯誤3在某電場中，a、b兩點間的電勢差uab60v,b、c兩點間的電勢差ubc50v,則a、b、c三點電勢高低關系是（）aabcbacbcacbdcba答案c解析因為uabab60v0，所以ab，又ubcbc50v0，所以bc，又uacuabubc60v(50v）10v0，所以ac,故acb.正確選項為c。4如圖1所示，正點電荷電場中有a、b兩點，將一電荷量q3。21019c的試探電荷從電場中的a點移至b點，電場力做功w6。41020j，則a、b兩點間的電勢差u等于（）圖1a0。5vb0。2vc5vd2v答案b解析a、b兩點間的電勢差uv0。

13、2v，故選b.題組二電場力做功與電勢能、電勢差的關系5（多選)如圖2所示，b、c、d三點都在以點電荷q為圓心的某同心圓弧上，將一試探電荷從a點分別移到b、c、d各點時，電場力做功大小比較(）圖2awabwacbwadwabcwacwaddwabwac答案cd解析點電荷的等勢面為同心球面，故b、c、d三點位于同一等勢面上,故uabuacuad，將同一試探電荷從a點分別移到b、c、d各點,由功的計算公式wqu可得電場力做功相同6在靜電場中,一個電子由a點移到b點時靜電力做功為5ev（1ev1。601019j)，則以下說法中正確的是()a電場強度的方向一定由b沿直線指向aba、b兩點間電勢差uab5

14、vc電子的電勢能減少5evd電子的電勢能減少5j答案c解析電場強度的方向與運動路徑無關，a錯；uab5v，b錯；靜電力做5ev的正功，電勢能減少5ev，c對，d錯7（多選）空間存在勻強電場，有一電荷量為q（q0）、質量為m的粒子從o點以速率v0射入電場,運動到a點時速率為2v0.現(xiàn)有另一電荷量為q、質量為m的粒子以速率2v0仍從o點射入該電場，運動到b點時速率為3v0.若忽略重力的影響，則()a在o、a、b三點中，b點電勢最高b在o、a、b三點中，a點電勢最高co、a間的電勢差比b、o間的電勢差大do、a間的電勢差比b、a間的電勢差小答案ad8在電場中將一帶電荷量q1109c的負電荷從b點移至

15、a點時，克服電場力做功2106j,將該電荷從a點移至c點，則需克服電場力做功3106j，則bc間的電勢差大小為（)a5000vb3000vc2000vd1000v答案a解析電荷由b移到c，電場力做功為wbcwbawac2106j3106j5106j由ubc得：由ubcv5000v所以bc間的電勢差大小為5000v.題組三綜合應用9如圖3中虛線所示，為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0，一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經過a、b點時的動能分別為26ev和5ev.當這一點電荷運動到某一位置,其電勢能變?yōu)?ev時，它的動能應為(）圖3a8evb

16、13evc20evd34ev答案c解析由于正電荷由a到b動能減少了21ev，而電場中機械能和電勢能總和不變，故在等勢面3時動能應為12ev，總能量e12ev0ev12ev，當在某一位置,電勢能ep8ev時，動能ek12ev(8ev）20ev，故應選c。10(多選)如圖4所示,在a點由靜止釋放一個質量為m、電荷量為q的帶電粒子，粒子到達b點時速度恰好為零，設a、b所在的電場線豎直向下，a、b間的高度差為h，則（）圖4a帶電粒子帶負電ba、b兩點間的電勢差uabcb點場強大于a點場強da點場強大于b點場強答案abc解析帶電粒子由a到b的過程中，重力做正功,而粒子運動到b點時動能沒有增大，說明靜電力

17、做負功根據動能定理有：mghquab0，解得a、b兩點間電勢差為uab.因為a點電勢高于b點電勢,uab0,所以粒子帶負電，選項a、b正確帶電粒子由a運動到b過程中，在重力和靜電力的共同作用下，先加速運動后減速運動因為重力為恒力，所以靜電力為變力,且靜電力越來越大，由此可見b點場強大于a點場強，選項c正確,d錯誤11帶電荷量為q5.0108c的點電荷從a點移到b點時，克服靜電力做功3.0106j已知b點的電勢為b20v求：（1)a、b間的電勢差；（2）a點的電勢;（3)q從a到b的電勢能變化答案（1）60v（2）40v（3）電勢能增加3.0106j解析（1)從a到b靜電力做的功為：wab3.0106ja、b兩點間的電勢差uabv60v,b點電勢高于a點電勢（2)根據uabab得a點的電勢為:auabb（60v）20v40v。(3）q從a到b克服靜電力做功，電勢能一定增加，ep|wab|3。0106j。12如圖5所示，在勻強電場中,