内容正文:
高二物理备课组
制作人:王怀龙
细节决定成败,态度决定一切
新课标高中物理选修3-1
§1-5 电势差
第一章 静 电 场
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制作人:王怀龙
细节决定成败,态度决定一切
新课标高中物理选修3-1
第一章
静电场
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制作人:王怀龙
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重力
某点的高度
重力势能
重力做功
WG= EP1-EP2
两点间高度差
类比法
重力场
电场
电势能
电场力
电场力做功
WAB= EPA-EPB
某点的电势
???
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A
B
C
D
0V
1V
2V
3V
小结:高度和电势都具有相对性。电势与零电势点的选择有关,电势差与零电势点的选择无关。
E
0V
1V
2V
-1V
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一、电势差与电势的关系
1、电势差:
电场中两点间电势的差值叫电势差,也叫电压
则有
或者表示成
显然
问题1:UAB和UBA是什么关系?
设电场中A点的电势为
,B点的电势为
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二、静电力做功与电势差的关系
电荷q从电场中A点移到B点,
即
或
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问题2:电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示什么意义?
问题3:电势差的单位和符号是什么?
表示两点电势高低
问题4:电势与电势差相比有什么区别和联系?
单位“伏”,符号V。
概括起来有三点:电势差是电场中两点电势的差值。电势与电势零点的选取有关,电势差与零点无关。电势和电势差都是标量。
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计算时可 进行运算,结果的正负就说明所求物理量的大小高低和正负,也可将各物理量均 ,然后再由题意分析判断两点间的电势高低关系或其他问题.
代入符号
取绝对值代入
特别提醒:
应用公式 , 时应注意
各物理量都有符号
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三、典例评析:
例题1:在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A电移到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-4.0×10-7。
(1)A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低?
(2)A、B间,B、C间,A、C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?
(4)根据以上所得结果,定性地画出电场分布的示意图,标出A、B、C三点可能的位置。
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解析:
(1)正电荷从A移动到B,静电力做正功,所以A点的电势比B点的高。电荷从B移动C,静电力做负功,所以C点的电势比B点的高。但C、B间的电势差的绝对值比A、B间的电势差的绝对值大。所以:C点电势最高,A点次之,B点电势最低。
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(2)AB之间的电势差
UAB=WAB/q=75V
A点电势比B点电势高75V
BC之间的电势差
UBC=WBC/q=-200V
C点电势比B点电势高200V
(3)AC间的电势差
UAC=UAB+UBC=75V-200V=-125V
电荷q‘= -1.5×10-9C从A移到C,静电力做功为WAC=q’UAC=1.875×10-7J
即静电力做正功1.875×10-7J
UAC=φA- φc=φA-φB+φB-φC =UAB+UBC
.
.
C
.
A
B
图
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例题2:
如图所示,在同一条电场线上有A、B、C三点,三点的电势分别是φA=5V,φB=-2V,φC=0,将电荷量q=-6×10-6C的点电荷从A移到B电场做功多少?电势能变化了多少?若将该电荷从B移到C,电场力做功多少?电势能变化了多少?该点电荷在三点中哪一点时电势能最大?
A
B
C
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解析:
(1)将点电荷从A移到B,电场力做功
可知,电场力做了4.2×10-5J的负功,因此电势能增加了4.2×10-5J .
J= -4.2×10-5J
A
B
C
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(2)将点电荷从B移到C,电场力做功
因为电场力做正功1.2×10-5J,所以电势能减少了1.2×10-5J.
A
B
C
J=1.2×10-5J.
(3)由 可知,该点电荷在B处的电势能最大,