物理1.4-電勢和電勢差-(粵教版選修3-1)省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎?wù)n件市賽課一等獎?wù)n件

第四節(jié)電勢和電勢差第1頁課標定位學習目標：1.知道電場力做功特點和電勢能概念．2．了解電場力做功與電勢能改變關(guān)系．3．了解電勢差和電勢概念．4．知道等勢面概念，知道電荷在等勢面上運動電場力不做功．重點難點：1.電場力做功特點及電場力做功計算．2．電勢和電勢差了解與計算．第2頁一、電勢差1．電場力做功特點電場力功跟電荷移動________無關(guān)，只由電荷始末位置決定．2．電場力做功與電勢能關(guān)系電場力做功等于__________改變量．假如電場力做正功，則電勢能_______，假如電場力做負功，則電勢能_________．用公式表示W(wǎng)AB＝________________路徑電勢能降低增加EpA－EpB第3頁功電荷量伏特伏正負電壓第4頁思索感悟1．電場力做功與之前學過哪種力做功特點相同？這兩種力做功與各自對應(yīng)勢能改變規(guī)律是否也相同？提醒：與重力相同．電場力與重力做功特點均是與物體運動路徑無關(guān)，均只與物體初、末位置相關(guān)．電場力做功與電勢能改變關(guān)系、重力做功與重力勢能改變關(guān)系也很相同．勢能改變量都等于各自對應(yīng)力做功負值．第5頁功伏特標量第6頁φA－φB高低第7頁思索感悟2．物體有高低之分，物體間存在高度差，電場中各點電勢也有高低之分，所以也會存在“電勢差”．高度差與起點(零點)選擇無關(guān)，那么，電場中兩點間“電勢差”與零電勢選擇又有什么關(guān)系呢？提醒：電勢差與零電勢選取無關(guān)．

圖1－4－1第8頁三、等勢面1．定義：電場中電勢__________點組成曲面．2．等勢面與電場強弱關(guān)系：等勢面密地方電場______，等勢面疏地方電場_____．思索感悟3．電勢不相等兩個等勢面能相交嗎？提醒：不能．相等強弱第9頁關(guān)鍵關(guān)鍵點突破一、電場力做功與電勢能改變1．電場力做功特點電場力對電荷所做功，與電荷初末位置相關(guān)，與電荷經(jīng)過路徑無關(guān)．(1)在勻強電場中，電場力做功為W＝qEd，其中d為電荷沿電場線方向上位移．(2)電場力做功與重力做功相同，只要初末位置確定了，移動電荷q做功就是確定值．第10頁2．電場力做功正負判斷(1)依據(jù)電場力和位移方向夾角判斷，此法慣用于勻強電場中恒定電場力做功判斷．夾角為銳角做正功，夾角為鈍角做負功．(2)依據(jù)電場力和瞬時速度方向夾角判斷，此法慣用于判斷曲線運動中改變電場力做功，夾角是銳角做正功，是鈍角做負功，二者垂直不做功．第11頁3．電場力做功與電勢能改變關(guān)系電場力做功與重力做功類似，與路徑無關(guān)，取決于初末位置，類比重力勢能引入了電勢能概念．電場力做功與電勢能改變關(guān)系是電場力做功量度了電勢能改變：(1)電場力做功一定伴伴隨電勢能改變，電勢能改變只有經(jīng)過電場力做功才能實現(xiàn)，與其它力是否做功，及做功多少無關(guān)．(2)電場力做正功，電勢能一定減小；電場力做負功，電勢能一定增大．電場力做功值等于電勢能改變量，即：WAB＝EpA－EpB.第12頁尤其提醒：(1)電場力做功只能決定電勢能改變量，而不能決定電荷電勢能數(shù)值．(2)電荷在電場中起始和終止位置確定后，電場力所做功就確定了，所以電荷電勢能改變也就確定了．第13頁即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)1．(單項選擇)兩個帶異種電荷物體間距離增大一些時(

)A．電場力做正功，電勢能增加B．電場力做負功，電勢能增加C．電場力做正功，電勢能降低D．電場力做負功，電勢能降低第14頁解析：選B.依據(jù)電場力做功與電勢能改變關(guān)系，即電場力做正功，電勢能降低；電場力做負功，電勢能增加，首先確定A、D錯誤．帶異種電荷物體相互吸引，距離增大時，電場力做負功，所以電勢能增加，B正確，C錯誤，故正確答案為B.第15頁第16頁3．各物理量符號問題：(1)WAB、UAB、q均可正可負，WAB取正號表示靜電力做正功，UAB取正號表示φA＞φB，q取正號表示試探電荷為正電荷．WAB取負號表示靜電力做負功，UAB＜0表示φA＜φB，q取負號表示試探電荷為負電荷．(2)包括W、U、q三者關(guān)系計算時，可將各量正負號及數(shù)值一并代入進行計算，也能夠各物理量都取絕對值，電場力做功正負要依據(jù)電荷移動方向及所受電場力方向詳細情況來確定，電勢差正負要看在電場中始末位置及場強方向．第17頁尤其提醒：用關(guān)系式WAB＝qUAB進行相關(guān)計算時要注意W與U角標要對應(yīng)，不要造成混亂，因為UAB＝－UBA，WAB＝－WBA.第18頁第19頁D．若電荷由A點移到B點過程中，除受靜電力外，還受其它力作用，則電荷電勢能改變就不再等于靜電力所做功第20頁三、對電勢概念了解1．電勢了解(1)電勢是表征電場中某點能性質(zhì)物理量，僅與電場中某點性質(zhì)相關(guān)，與電場力做功值及試探電荷電荷量、電性無關(guān)，也是采取比值定義法．(2)電勢詳細值只有在選定了零電勢點后才有意義，故電勢是相正確．電勢零點選取是任意，但以方便為標準．假如沒有尤其要求，普通選無窮遠處或大地電勢為零．第21頁(3)電勢是標量，只有大小，沒有方向，在要求了零電勢后，電場中各點電勢能夠是正值，也能夠是負值．正值表示該點電勢比零高，負值表示該點電勢比零低，所以，同一電場中，正電勢一定高于負電勢．(4)若以無窮遠處電勢為零，則正點電荷周圍各點電勢為正，負點電荷周圍各點電勢為負．越靠近正電荷電勢越高，越遠離負電荷電勢越高．第22頁2．電場中兩點電勢高低判斷方法(1)依據(jù)電場力做功判斷①在兩點間移動正電荷，假如電場力做正功，則電勢降低；假如電場力做負功，則電勢升高．②在兩點間移動負電荷，假如電場力做正功，則電勢升高；假如電場力做負功，則電勢降低．(2)依據(jù)電場線方向判定電場線方向就是電勢降低最快方向．(3)依據(jù)電荷電勢能改變判斷①在兩點間移動正電荷時，電勢能增加，則電勢升高；電勢能減小，則電勢降低．②在兩點間移動負電荷時，電勢能增加，則電勢降低；電勢能減小，則電勢升高．第23頁即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)3．(單項選擇)以下說法中哪些是正確是(

)A．沿電場線指向，場強一定越來越小B．沿電場線指向，電勢一定越來越低C．沿電場線方向移動電荷，電勢能逐步減小D．在電場力作用下，正電荷一定從電勢高處向電勢低處移動解析：選B.電場線切線方向就是場強方向，同時也是電勢降低方向，但不一定是場強減小方向，故A錯，B對．只有沿電場線方向移動正電荷，電勢能才減小，負電荷則相反，故C錯．因為不知道電荷初速度，所以D錯．第24頁四、對等勢面了解1．等勢面就是在電場中電勢相等點所組成面．隨意找?guī)讉€點，都能畫出它們等勢面，這么幾個等勢面不能完整地描述電場．假如我們每隔相等電勢畫等勢面，也就是我們通常所說等差等勢面，就能夠比較形象、完整地描述電場了．等勢面分布密地方，電場強度大；反之電場強度小．2．等勢面應(yīng)用(1)知道等勢面分布就知道電場中各點電勢高低差異．(2)能求出電荷在不一樣等勢面間移動時電場力做功，即Wab＝qUab＝q(φa－φb)．第25頁即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)4．(雙選)如圖1－4－2所表示，B、C、D三點都在以點電荷＋Q為圓心圓弧上，將一試探電荷從A點分別移到B、C、D各點時，靜電力做功大小比較(

)

圖1－4－2第26頁A．WAB＞W(wǎng)ACB．WAD＞W(wǎng)ABC．WAC＝WADD．WAB＝WAC解析：選CD.B、C、D三點位于同一等勢面上，故UAB＝UAC＝UAD，將同一試探電荷從A點分別移到B、C、D各點，由WAB＝qUAB可得靜電力做功相同，故選C、D.第27頁五、電勢和電場強度關(guān)系電勢φ電場強度E物理意義描述電場能性質(zhì)描述電場力性質(zhì)大小(1)電場中某點電勢等于該點跟選定標準位置(零電勢點)間電勢差(2)φ＝Ep/q，φ在數(shù)值上等于單位正電荷在電場中該點含有電勢能(1)電場中某點場強等于放在該點點電荷所受電場力F跟點電荷電荷量q比值(2)E＝F/q，E在數(shù)值上等于單位正電荷在該點所受到靜電力第28頁電勢φ電場強度E矢標性標量矢量單位VV/m聯(lián)絡(luò)(1)電勢沿著電場強度方向降落(2)大小之間不存在任何關(guān)系，電勢為零點，場強不一定為零；電勢高地方，場強不一定大；場強為零地方，電勢不一定為零；場強大地方，電勢不一定高第29頁即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)5．(雙選)如圖1－4－3是點電荷形成電場一條電場線，其上兩點A和B，如圖所表示，比較A、B兩點電勢高低和電場強度大?。缫鬅o窮遠處電勢為零，則以下說法可能正確是(

)

圖1－4－3第30頁A．EA＞EB,φA＞φB＞0B．EA＞EB,0＞φA＞φBC．EA＜EB，φA＞φB＞0D．EA＜EB,0＞φA＞φB解析：選AD.順著電場線方向電勢降低，所以φA＞φB，因為只有一條電場線，無法看出電場線疏密，也就無法判定場強大小．一樣無法判定當無窮遠處電勢為0時，A、B電勢是大于0還是小于0.若是由正電荷形成場，則EA＞EB，φA＞φB＞0，若是由負電荷形成場，則EA＜EB,0＞φA＞φB.所以選A、D.第31頁六、電勢與電勢能區(qū)分和聯(lián)絡(luò)電勢φ電勢能Ep物理意義反應(yīng)電場能性質(zhì)物理量電荷在電場中某點所含有電勢能相關(guān)原因電場中某一點電勢大小，只跟電場本身相關(guān)，跟點電荷q無關(guān)電勢能大小是由點電荷q和該點電勢高低共同決定第32頁電勢φ電勢能Ep大小電勢沿電場線逐步降落，選定零電勢點后，某點電勢高于零者為正值；低于零者為負值正點電荷(＋q)：電勢能正負跟電勢正負相同．負點電荷(－q)：電勢能正負跟電勢正負相反單位伏特(V)焦耳(J)第33頁尤其提醒：電勢是描述電場能性質(zhì)物理量，既與電場本身相關(guān)，還與零勢面選取相關(guān)，但與放入電荷無關(guān)．而電勢能不但與電場、零勢面選取相關(guān)，還與放入電荷相關(guān)．不一樣點電荷在電場中同一點電勢能不一樣，但電勢相同．第34頁即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)6．(雙選)以下關(guān)于電勢高低判斷，正確是(

)A．負電荷從P點移到M點，電勢能增加，P點電勢一定較低B．負電荷從P點移到M點，電勢能增加，M點電勢一定較低C．正電荷從P點移到M點，電勢能增加，P點電勢一定較低D．正電荷從P點移到M點，電勢能增加，M點電勢一定較低第35頁解析：選BC.正電荷電勢能增加了，則是由低電勢處移到了高電勢處；負電荷電勢能增加了，則是由高電勢處移到了低電勢處，所以B、C正確．第36頁七、對電勢差與電勢關(guān)系了解第37頁第38頁尤其提醒：(1)講電勢差，必須明確是哪兩點電勢差．A、B間電勢差記為UAB，而B、A間電勢差記為UBA，UBA＝φB－φA＝－(φA－φB)＝－UAB.(2)電勢差正負表示電場中兩點電勢相對高低，若UAB＞0，則φA＞φB，若UAB＜0，則φA＜φB；電勢正負表示比零電勢點電勢高還是低，φA＞0，說明A點電勢高于零電勢點電勢．第39頁即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)7．(單項選擇)在電場中，A、B兩點間電勢差UAB＝75V，B、C兩點間電勢差UBC＝－200V，則A、B、C三點電勢高低關(guān)系是(

)A．φA＞φB＞φC

B．φA＜φC＜φBC．φC＞φA＞φBD．φC＞φB＞φA解析：選C.因為UAB＝φA－φB＝75V＞0，所以φA＞φB.又UBC＝φB－φC＝－200V＜0，所以φB＜φC.又UAC＝UAB＋UBC＝75V＋(－200V)＝－125V＜0，所以φA＜φC.則φC＞φA＞φB.故正確答案為C.第40頁課堂互動講練例1

(單項選擇)如圖1－4－4所表示，帶正電點電荷固定于Q點，電子在庫侖力作用下，做以Q為一焦點橢圓運動．M、P、N為橢圓上三點，P點是軌道上離Q最近點．電子在從M抵達N點過程中(

)A．電場場強先增大后減小B．電勢逐步降低C．電勢能先增大后減小D．速率先減小后增大類型一電場強度、電勢、電勢差、電勢能了解第41頁圖1－4－4第42頁第43頁【答案】

A【方法總結(jié)】正確了解電場強度、電勢、電勢能概念是處理這類問題關(guān)鍵．第44頁

如圖1－4－5所表示．把電荷量為－5×10－9C電荷，從電場中A點移到B點，其電勢能________(選填“增大”“減小”或“不變”)；若A點電勢φA＝15V，B點電勢φB＝10V，則此過程中電場力做功為________J.例2類型二電場力做功求解第45頁圖1－4－5第46頁【答案】增大－2.5×10－8第47頁第48頁

有一帶電荷量q＝－3×10－6C點電荷，從電場中A點移到B點時，克服電場力做功6×10－4J，從B點移到C點時電場力做功9×10－4J．求：(1)AB、BC、CA間電勢差各為多少？(2)如以B點電勢為零，則A、C兩點電勢各為多少？電荷在A、C兩點電勢能各為多少？