第五节 带电粒子在电场中的运动（1）-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步精品讲义（沪科版2020上海必修第三册 ）

第5课 带电粒子在电场中的运动（1） ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选取无关。 2.掌握电势差的表达式UAB＝φA－φB及UAB＝。 3.知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系。 4.知道等势面，理解等势面的特点。 5.知道典型电场的等势面特点。 6.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系：U＝Ed或E＝，了解其适用条件。 1.通过类比电场强度、电势的定义方法，理解UAB＝的意义，知道电势差UAB与WAB、q无关。 2.会应用公式UAB＝φA－φB及UAB＝进行计算，并在应用中培养逻辑推理能力。 3.能通过类比等高线理解等势面。 4.会根据电场线和等势面的规律分析带电体的运动轨迹问题。 5.会推导关系式U＝Ed。 6.能利用关系式U＝Ed分析非匀强电场相关问题。 7.对比有关电场强度的三个表达式及适用条件，并在具体问题中准确选用公式解决有关问题。 8.会用等分法确定等势面和电场线。 ( 知识精讲 ) 知识点01 电势差 1.定义：电场中两点间电势的 叫作电势差，也叫 。 2.公式：设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则A、B两点之间的电势差为：UAB＝ 。B、A两点之间的电势差为：UBA＝ 。所以UAB＝ 。 3.电势差的正负：电势差是标量，但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用 相加。 4.电势差的单位：在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为 ，符号是V。 【即学即练1】 [思考判断] (1)电场中两点的电势越高，电势差越大。( ) (2)UAB>0说明从A到B电势降低。( ) (3)电势差有正负值，是矢量。( ) (4)电势差与电势一样，是相对量，都与零电势点的选取有关。( ) 知识点02 静电力做功与电势差的关系 1.公式推导：电荷q在电场中从A点移到B点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：WAB＝ ，由电势能与电势的关系φ＝可得EpA＝qφA，EpB＝qφB。所以WAB＝q(φA－φB)＝ ，所以有UAB＝。 2.公式：UAB＝。 3.物理意义：电场中A、B两点间的电势差，等于将电荷由A点移至B点的过程中 做的功与电荷量q的比值。 【即学即练2】 [思考判断] (1)若UAB>0，则电场对电荷q做的功WAB>0。( ) (2)UAB越大，WAB越大，WAB与UAB成正比。( ) (3)若电场中两点间的电势差UAB＝1 V，则将单位正电荷从A点移到B点，静电力做功为1 J。( ) [例1].(电势差与静电力做功)如图所示，在处于O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点，静电力做功为W1；以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点静电力做功为W2，由C点移到B点静电力做功为W3，则3次静电力做功的大小关系是(　　) A.W1＝W2＝W3<0 B.W1>W2＝W3>0 C.W1＝W3>W2＝0 D.W2>W1＝W2＝0 [例2].(公式UAB＝的应用)带电荷量为q＝＋5.0×10－8 C的点电荷从A点移到B点时，克服静电力做功3.0×10－6 J。已知B点的电势为φB＝20 V。则： (1)A、B间的电势差为______________________________________________； (2)A点的电势为____________________________________________________； (3)q从A到B的电势能________(填“增加”或“减少”)了________。 知识点03 等势面 1.定义：电场中电势相等的各点构成的面。 2.等势面的特点 (1)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。 (2)电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 (3)两个不同的等势面永不相交。 【即学即练3】 [思考判断] (1)电荷在等势面上移动时不受静电力作用，所以不做功。( ) (2)等势面上各点的场强相等。( ) (3)匀强电场中的等势面是相互平行且垂直于电场线的一簇平面。( ) (4)等势面上，不仅各点电势相同，电场强度也一定相同。( ) 电势差由电场及电场中两点的位置决定，与有无试探电荷无关，与零电势位置的选取也无关。 若某点的电势为正值，则该点的电势比零电势点的电势高；若某点的电势为负值，则该点的电势比零电势点的电势低。 UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时静电力所做的功。 根据UAB＝φA－φB，若电势差为正，由WAB＝qUAB，若q为负电荷，电场力做负功；若q为