第5节 电势差及其与电场强度的关系（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（粤教版）

第五节　电势差及其与电场强度的关系 核心素养导学 物理观念 (1)了解电势差的内涵，知道电势差与零电势能点的选择无关。 (2)知道两点间电势差的表达式，明确正负号的含义。 (3)知道匀强电场中电势差与电场强度的关系，能用与电势差相关的证据解释静电现象。 科学思维 (1)能推导出静电力做功与两点间电势差之间的关系，会进行相关计算。 (2)会推导电势差与电场强度的关系。 科学态度与责任 通过推导电场强度与电势差的关系，提高科学推理能力和自主获取知识的能力，进而促进形成创造性品格。 一、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：设电场中点A的电势为φA，点B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_____，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代数法相加。 差值 电压 φA－φB φB－φA －UBA 标量 5．电势差的影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动电荷q及电场力是否做功无关。 (1)电势的本质是电势差，是该点与零电势点的电势差。 (2)两点之间的电势差与零电势点的选取无关。　　 Ed 场强 沿电场方向的距离 匀强 场强方向 电势差 伏/米 V/m V/m 1．如图所示，A、B两点为静电场中的两个点，试对以下结论作出判断： (1)若UAB>0，则说明φA>φB。 ( ) (2)若UAB>0，则由A点向B点移动电荷时，电场力做正功。 ( ) (3)UAB越大，由A点向B点移动电荷时，电场力做功越多。 ( ) (4)电场中A、B两点间电势差的大小与零电势能点的选取有关。 ( ) √ × × × 2．如图是初中地理中的等高线图(图中数字的单位是m)，请同学们结合下图探究以下几个问题： (1)小山坡的左边a和右边b哪一边的地势更陡些？ (2)如果把一个球从山坡左、右两边滚下(不考虑摩擦)，哪边的加速度更大？ (3)现在把上图看成是描述电势高低的等势线，图中数字的单位是V，a和b哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？ 提示：(1)b　(2)b　(3)b　b [任务驱动] 电场中A、B、C、D四点的电势如图所示。 (1)A、C及A、B间的电势差各为多少？哪个较大？ 提示：UAC＝15 V，UAB＝10 V，UAC＞UAB。 (2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势各为多少？A、C及A、B间的电势差各为多少？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？ 提示：φA＝18 V，φB＝8 V，φC＝3 V，UAC＝15 V，UAB＝10 V　 电势的大小与零电势点的选取有关，电势差的大小与零电势点的选取无关。　　　　 2．电势与电势差的区别和联系 [针对训练] 1．(多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，下列说法正确的是 (　 ) A．电势与电势差均是相对量，均与零电势点的选取有关 B．UAB和UBA是不同的，它们存在关系：UAB＝－UBA C．φA、φB都有正负，所以电势是矢量 D．若φB＝0，则φA＝UAB 解析：电势差与零电势点的选取无关，A错误；UAB＝－UBA，B正确；电势虽有正、负之分，但电势是标量，C错误；由UAB＝φA－φB知，若φB＝0，则φA＝UAB，D正确。 答案：BD　 2．在电场中A、B两点间的电势差UAB＝75 V，B、C两点间的电势差UBC＝－200 V，则A、B、C三点的电势高低关系为 (　 ) A．φA>φB>φC　　　　　　　 B．φA<φC<φB C．φC>φA>φB D．φC>φB>φA 解析：由UAB＝φA－φB＝75 V，可知φA比φB高75 V，UBC＝－200 V，表示φC比φB高200 V，所以三点电势高低为φC>φA>φB，故选C。 答案：C　 4．公式WAB＝qUAB适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是静电力做的功，式中各量均有正、负，计算中W与U的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。 5．不管电场是否为匀强电场，静电力是否为恒力，都可以利用WAB＝qUAB来计算静电力做的功。 [典例体验] [典例]　如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝6 m，bc＝10 m，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b静电力做功为W1＝1.2×10－5 J，求： (1)匀强电场的电场强度E； (2)电荷从b移到c，静电力做的功W2； (3)b、c两点间的电势差Ubc。 [答案]　(1)50 V/