2017人教版高中物理选修3-1（课件+检测）:1.5电势差 （2份打包）

5电势差 目标导航 学习目标 1.理解电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关。 2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系。 3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系,会应用静电力做功的公式进行计算。 重点难点 重点:1.电势差的定义式及概念的理解。 2.静电力做功公式的推导及公式的理解。 难点:1.静电力做功公式的理解及应用。 2.电势差公式中各物理量角标的理解及各物理量正负号的物理意义。 激趣诱思 在高压电线杆上经常可以看到写着“高压危险!”的警示牌,媒体上也经常见到一些由于高压造成的伤亡事件。人体所能承受的安全电压只有36 V,可是户外的高压线电压高达几万甚至几十万伏,而落在高压线上的小鸟却安然无恙。你知道这是为什么吗? 简答:主要原因有这么几个方面: 第一,鸟多是一只脚站立的。(注意观察家禽和其他鸟类在地面的站立) 第二,即使双脚站立,由于小鸟两脚间距离很短,两脚间的电势差也就相对很小。 第三,双脚站立的时候,相对于电线,小鸟身体电阻要大得多,尤其爪子上面有角质层,电阻太大,相当于电线在小鸟两脚间形成短路,所以通过小鸟身体的电流很小,就没有生命危险了。 预习导引 电势差 1.定义:电场中任意两点间电势的差值叫作电势差,也叫作电压,它与电势零点的选取无关。 2.电场中A点的电势记作φA,B点的电势记作φB,则A、B两点间的电势差表示成UAB=φA-φB,B、A两点间的电势差表示成UBA=φB-φA。 3.矢标性:标量,只有大小,没有方向,但有正负之分。①UAB>0,说明φA>φB;②UAB<0,说明φA<φB。 4.电荷q在电场中从A点移动到B点,A、B两点间的电势差为UAB,则静电力做的功WAB=qUAB,该公式不仅适用于匀强电场,而且对非匀强电场(或任何电场)也成立。 5.定义:在电场中把试探电荷从A点移动到B点静电力所做的功WAB跟被移动的电荷的电荷量q的比值叫作A、B两点间的电势差。公式记作______________。 UAB= 预习交流 如果某一点的高度可以理解为该点距离零参考点的高度差,那么某一点的电势差应该如何理解呢? 答案:某一点的电势可以理解为距零参考点的电势差,即φA=UAO。 一、　电势差 知识精要 1.讲电势差必须明确所指的是哪两点的电势差 UAB=φA-φB,UBA=φB-φA,UAB=-UBA。 2.电势差与电势的比较 电势 电势差 定义 电势能与电荷量比值:φ= 静电力做功与电荷量比值:UAB==φA-φB 决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点的相对位置决定 相对性 与势能零点选取有关 与势能零点选取无关 数值关系 UAB=φA-φB,当φB=0时,UAB=φA 矢标性 都是标量,但均具有正、负 物理意义 均是描述电场能的性质的物理量 思考探究 如图所示,同一条电场线上的A、B、O三点电势值分别为4 V、1 V、0。 结合上述情境讨论: (1)A、B两点间的电势差UAB和B、A两点间的电势差UBA分别为多少?二者有什么关系? 答案:UAB=φA-φB=3 V UBA=φB-φA=-3 V UAB=-UBA (2)如果取φA=0,则B、O两点的电势为多少?UAB为多少?UBA为多少?二者有何关系? 答案:φB=-3 V,φO=-4 V UAB=φA-φB=3 V UBA=φB-φA=-3 V 同样有UAB=-UBA (3)由(1)(2)中结果你能得到什么结论? 答案:①电势具有相对性,与零电势点的选取有关,而电势差是绝对的,与零电势点的选取无关。②电场中两点之间的电势差UAB=-UBA。 典题例解 【例1】 对于电场中的A、B两点,下列说法正确的是(　　) A.公式UAB=,说明A、B两点间的电势差UAB与静电力做的功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正电荷从A点移到B点静电力做的功 C.将1 C的电荷从A点移到B点,静电力做1 J的功,则这两点间的电势差为1 V D.若电荷由A点移到B点的过程中,除受静电力外,还受其他力的作用,则电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功 思路分析:解答本题应把握以下两点: (1)电势差由电场本身的性质决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的多少无关; (2)不管电荷受几个力,电势能的变化总等于静电力所做的功。 解析:A、B两点间的电势差是由电场本身的性质决定的,不能说两点间的电势差UAB与静电力做的功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比,选项A错误;由公式UAB=可以看出,A、B两点间的电势差在数值上等于将单位正电荷从A点移到B点静电力做的功,选项B