内容正文:
一、学习目标
1.理解电势差,知道电势差与电势零点的选取有关。
2.会根据电势差UAB计算电荷q在电场中移动时静电力所做的功WAB=qUAB
3.会根据电荷q在电场中移动时静电力所做的功WAB计算电势差UAB=WAB/q
二、基础知识
1.电势差的概念
⑴定义:电场中两点间 的差值。
⑵电场中两点间的电势差与 的选择无关。
⑶公式UAB=φA-φB,UBA= ,可见UAB= 。
⑷电势差是 ,可以是正值,也可以是负值。
⑸电势差的单位是 ,符合 。
2.静电力做功与电势差的关系
⑴WAB=qUAB,知道了电场中两点的 ,就可以计算在这两点间移动电荷是静电力做的功,而不必考虑静电力和电荷移动的 。
⑵UAB=WAB/q是确定电势差常用的公式。
3.对电势差的理解
⑴电势差和电势都是表示电场能的性质的物理量,而电势与电荷具有的电势能密切相关,反映某点的能的性质。电势差和静电力做功密切相关,反映电场对电荷的做功本领。
⑵由公式UAB=WAB/q可以看出,电势差在数值上等于在电场中移动单位正电荷时静电力所做的功。
⑶在计算电场力的功时利用WAB=qUAB比W=F·d=qEd更具有优越性,因为WAB=qUAB既可以是匀强电场也可以是非匀强电场,只要知道A、B两点间的电势差就可以计算在A、B两点间移动电荷q所做的功。而W=qEd只适用于匀强电场。
三、达标练习
1.在电场中AB两点间电势差为UAB=75V,BC两点间电势差UBC=-200V,则A、B、C三点的电势高低关系为
A.φA>φB>φC B.φA<φB<φC
C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA
2.对于UAB=1V的正确理解是
A.从A到B移动qC的正电荷,电场力做功1J
B.从A到B移动1C的正电荷,电场力做功1J
C.从B到A移动1C的正电荷,电场力做功1J
D.从A到B移动1C的正电荷,电场力做功-1J
3.下列说法正确的是
A.电势和电势差一样,是相对量,与零点的选取有关
B.电势差是一个标量,但有正负之分
C.由于电场力做功和移动电荷的路径无关,所以电势差也和移动电荷的路径无关只跟这两点的位置有关
D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势面的不同而改变,所以UAB=UBA
4.对于电场中的A、B两点,下列说法正确的是
A.电势差的定义式UAB=WAB/q,说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比
B.把正电荷从A点移到B点电场力做正功,则有UAB>0
C.电势差的定义式UAB=WAB/q中,UAB与移动的电荷量q无关
D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功
5.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势线间的电势差相等。一正电荷在φ3上时,具有动能20J,它运动到等势线φ1上时,速度为零。令φ2=0,那么该电荷的电势能为4J时,其动能的大小为
A.16J B.10J C.6J D.4J
6.如图所示,A和B为两等量异号电荷,A带正电,B带负电。在A、B的连线上有a、b、c三点,其中b为连线的中点,a、c两点与b点等距,则错误的是
A.a点与c点的电场强度相同
B.a点与c点的电势相同
C.a、b间的电势差与b、c间的电势差相同
D.过b点作A、B连线的垂线,点电荷q沿此垂直方向移动,电荷的电势能保持不变
7.如图所示,回答以下问题
⑴A、B哪点的电势比较高?负电荷在哪点电势能比较大?
⑵负电荷由B移动到A时,静电力做正功还是负功?
⑶A、B两点的电势差UAB是正的还是负的?UBA呢?
8.如图所示,电场中某一电场线为一直线,线上有A、B、C三个点,电荷q=10-8C,从B点移到A点时电场力做了10-7J的功;电荷q=-10-8C,在B点的电势能比在C点时大10-7J,那么
⑴比较A、B、C三点的电势高低,由高到低的顺序是 。
⑵A、C两点间的电势差是 V。
⑶若设B点的电势为零,电荷q在A点的电势能是 。
9.将一个电量为-2×10-9C的点电荷从电场中的N点移到M点,需克服电场力做功为14×10-9J,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?
10.已知将电量为2.0×10-7C的正点电荷从电场中的M点移到N点时,电场力做功为5.0×10-5J,将此点电荷从N点移到无穷远处时,电场力做功为105×10-5J,则M点的电势为多大?N点的电势为多大?
1.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的是
A.在相同距离上的两