高二物理选修3-1第一章静电场第5节电势差导学案及课后检测

高二物理选修3-1第一章静电场第五节电势差导学案及课后检测 【教学目标】 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公式，知道两点间电势差的正负号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之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算。 【教学重点】 1．应用电势差的概念求解电场力对电荷所做的功。 2．知道电场力做功与电势能变化的关系。 【教学难点】应用电势差的概念求解电场力对电荷所做的功。 【教学过程】 一、电势差： 1．定义： 叫做电势差，也叫 。 2．公式：UAB＝ ，UBA＝ ， 且UAB＝ 。 3．电势差的正负 电势差是标量，但有正、负。电势差的正、负表示两点间电势的高低。例如：A点电势比B点电势高时UAB为 ，UBA为 。 4．电场中各点间的电势差可依次用代数法相加计算，例如：UAD= 。 5．选择不同位置作为电势零点，电场中某点电势的数值会________ ，但电场中某两点间电势的差值却________ 。 6．电势差与电势的比较 电势φ 电势差U 区 别 定义 电势能与电荷量的比值： φ＝ 静电力做的功与电荷量的比值：U＝ 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 联 系 数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 标矢性 都是标量，但均有正、负 物理意义 均是描述电场能的性质的物理量 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＝EpA－EpB=qφA-qφB= q(φA-φB)=qUAB 2．电势差的公式：UAB= 3．物理意义：在A、B间移动单位正电荷电场力所做的功 4．例题：在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-4.0×10-7J。 （1）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？ （2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多少？ （3）把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？ （4）根据以上所得结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。 5．正确理解电势差公式UAB＝WAB/q （1）UAB＝WAB/q中，将正、负号代入公式中运算。WAB为q从初位置A移动到末位置B静电力做的功，WAB可为正值，也可为负值，q为电荷所带电荷量，正电荷取正值，负电荷取负值。 （2）公式UAB＝WAB/q不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比，只是可以利用WAB、q来测量或试探A、B两点间的电势差UAB ，UAB与WAB和q无关。 （3）由UAB＝WAB/q可以看出，UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做的功WAB。若移动单位正电荷做正功，UAB为正值；若移动单位正电荷做负功，则UAB为负值。 （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仅是电场力做的功，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。 2．静电力做功的四种计算方法 （1）功的定义法： 由公式WAB＝FxABcosθ计算，此公式只适用于匀强电场，又可变形为WAB＝EqdAB，式中E为匀强电场的电场强度，dAB为电荷初、末位置在电场方向上的位移。 （2）电势差法：WAB＝qUAB ，求电场力做功时，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，对于静电力是变力时，也同样适用。 （3）电势能变化法：WAB＝EpA－EpB （4）动能定理法：W电场力＋W其他力＝ΔEk 【课堂练习】 1．下列说法正确的是(　　) A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 B．电势差是一个标量，但有正、负之分 C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关 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 2．在电场中A、B两点间的电势差UAB＝75V，B、C两点间的电势差UBC＝-200V，则A、B、C三点的电势高低关系为(　　) A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA 3．有一个带电荷量q＝-3×10-6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做