内容正文:
学业分层测评
知识点一
知识点二
知识点三
第四节 电势和电势差
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道电场力做功的特点及电场力做功与电势能改变的关系.(重点)
2.理解电势差的概念及意义,会用公式UAB=eq \f(WAB,q)进行计算.(难点)
3.理解电势的定义及其相对性.(难点)
4.知道等势面的概念,知道在等势面上移动电荷时电场力不做功.
无关
始末
位置
减少量
电 势 差
eq \a\vs4\al([先填空])
1.电场力做功特点:电场力做功跟电荷移动的路径_____,只与电荷的____
_____有关.
2.电场力做功与电势能的关系
(1)电场力所做的功等于电势能的_______.
(2)公式:WAB=__________.
EpA-EpB
电荷量
伏特
3.电势差
(1)定义:电场力做功与所移动电荷的_______的比值.
(2)公式:UAB=_____.
(3)单位:_____,简称:伏,符号:V.1伏=1焦耳/库仑.
eq \f(WAB,q)
×
×
×
√
eq \a\vs4\al([再判断])
1.沿不同路径将电荷由A移至B,电场力做功不同.( )
2.电场力做正功,电势能增加,电场力做负功,电势能减小.( )
3.电势差有正、负,因此电势差是矢量.( )
4.电势差可描述电场本身性质.( )
eq \a\vs4\al([后思考])
在电场中确定的两点间移动电荷量大小相等的正、负电荷时,电场力做功与电势能变化有何差异?
【提示】 在电场中确定的两点间移动电荷量大小相等的正、负电荷时,电场力做的功绝对值相等,正、负不同,电势能的变化量绝对值相等,增减情况相反.
eq \a\vs4\al([合作探讨])
图141
如图141所示.甲图中质量为m的小球沿三种不同的路径下落高度h;乙图中带电为+q的小球在匀强电场E中沿三种不同的路径由A点移至B点.
探讨1:甲图中小球沿三种不同的路径下落高度h,重力做功是否相同?重力势能变化了多少?
【提示】 重力做功相同,重力势能减少了mgh.
探讨2:乙图中带电小球沿三种不同的路径由A点到B点的过程中,电场力做功相同吗?电势能变化了多少?
【提示】 电场力做功相同,电势能减少了EqL.
eq \a\vs4\al([核心点击])
1.电场力做功的特点
电场力对电荷所做的功,与重力做功相似,只与电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关.
2.电场力做功正负的判断
(1)根据电场力和位移的方向夹角判断:夹角为锐角做正功,夹角为钝角做负功.
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断:夹角是锐角做正功,是钝角做负功,二者垂直不做功.
3.电场力做功与电势能变化
电场力做功伴随着电势能的变化,电场力做正功电势能减少,电场力做负功电势能增加.
4.对电势差的理解
(1)定义式UAB=eq \f(WAB,q),式中UAB为A、B两点间的电势差,WAB为q从初位置A运动到末位置B时电场力做的功,计算时W与U的角标要对应.
(2)决定因素:由电场本身性质决定,与WAB、q无关.
(3)物理意义:反映电场能的性质.
(4)绝对性:电场中两点间的电势差只与两点位置有关.
(5)标量性:电势差是标量,但有正负,其正负并不表示方向.
1.(多选)对于电场中A、B两点,下列说法正确的是( )
【导学号:62032108】
A.电势差的定义式UAB=eq \f(WAB,q),说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比
B.A、B两点间的电势差等于将单位正电荷从A点移到B点静电力所做的功
C.将1 C电荷从A点移到B点,静电力做1 J的功,这两点间的电势差为1 V
D.若电荷由A点移到B点的过程,除受静电力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功
【解析】 根据电势差的定义,电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点时静电力所做的功,仅由电场及两点的位置决定,与移动的电荷量及做功的多少无关,即U=eq \f(W,q)是定义式,所以A错误,B、C正确.电势能的变化唯一决定于静电力做功,与其他力是否做功、做多少功无关,D错误.
【答案】 BC
2.某电场区域的电场线如图142所示,把一个电子从A点移到
B点时( )
A.电子所受电场力增大,电子克服电场力做功
B.电子所受的电场力减小,电场力对电子做正功
C.电子所受的电场力增大,电势能减少
D.电子所受的电场力增大,电势能增大
图142
【解析】 电子从A点向B点移动,电子受力方向与运动方向相同,所以电场力做正功,电势能减少.又因为电场线密处场强大,同时粒子的受力也大,所以电子在B点受力要大于A点.
【答案】 C
3.如