魯科版選修31電勢能與電勢差第3節(jié) 電勢差 全市獲獎

第2章第3節(jié)新知預(yù)習(xí)巧設(shè)計名師課堂一點通創(chuàng)新演練大沖關(guān)讀教材·填要點要點一要點二隨堂檢測歸納小結(jié)課下作業(yè)綜合提升試身手·夯基礎(chǔ)要點三1．理解電勢差，了解電勢差與電場力做

功之間的關(guān)系，會用公式W＝qUAB進

行有關(guān)的計算。2．了解電勢差與電場強度之間的關(guān)系。

會用公式E＝UAB/d進行有關(guān)的計算。3．了解示波器的工作原理。讀教材·填要點一、電勢差與電場力做功1．定義電場中兩點

的差值，用符號U表示。2．定義式UAB＝

。3．單位與電勢單位相同，國際單位是

，符號為

。電勢φA－φB伏特V4．矢標(biāo)性電勢差是

，但是有正負(fù)。5．電場力做功與電勢差關(guān)系WAB＝

。關(guān)鍵一點：電勢差的正負(fù)，不代表電場中兩點間電勢差的大小，只是區(qū)分兩點電勢的高低。如UAB＞0，表示φA＞φB，書寫電勢差時不要忘記標(biāo)上腳標(biāo)。標(biāo)量qUAB二、電場強度與電勢差的關(guān)系

（1）在勻強電場中，電場強度等于沿

方向單位距離上的電勢差。

（2）表達式：E＝

。

（3）場強的單位是V/m,1V/m＝1N/C。場強三、示波器的工作原理

（1）示波器是一種常用的觀測

的儀器，它還可以用來測量電信號的

、

、

等參數(shù)，示波器的核心部件是示波管。

（2）示波器分為

示波器和

示波器兩類。

（3）陰極射線管示波器主要由

、

和

組成，示波管抽成

。電信號波形周期頻率電壓陰極射線管數(shù)字電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏真空

（4）示波管工作時，電子槍中的燈絲被加熱后，出現(xiàn)熱電子發(fā)射，發(fā)射出來的電子經(jīng)

電場加速后，進入

電場，使電子發(fā)生偏移，最終在熒光屏上產(chǎn)生亮斑。加速偏轉(zhuǎn)試身手·夯基礎(chǔ)

1．電勢差與零電勢點的選取________，它有正、負(fù)之分，

其正負(fù)不代表________，電勢差是________量。答案：無關(guān)大小標(biāo)2．在電場中A、B兩點間電勢差為UAB＝75V，B、C兩點間電勢差UBC＝－200V，則A、B、C三點的電勢高低關(guān)系為

（）A．φA＞φB＞φC

B．φA＜φC＜φBC．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA解析：UAB＝φA－φB＝75V，所以φA＝75V＋φB

同理UBC＝φB－φC＝－200V，所以φC＝200V＋φB則有φC＞φA＞φB。答案：C。3．移動1C的電荷從A到B，電場力做功1J，則UAB是多少？A、B哪點電勢高？答案：1V

A點高。4．如圖2－3－1所示，如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑，那么

示波管中的極板X應(yīng)帶______電，極板Y應(yīng)帶______電。圖2－3－1解析：電子槍發(fā)射的電子帶負(fù)電，在偏轉(zhuǎn)電極作用下要偏轉(zhuǎn)，可知極板X應(yīng)帶正電，極板Y應(yīng)帶正電。答案：正正。電勢、電勢差的關(guān)系與高度、高度差的關(guān)系對比如下：概念比較內(nèi)容電勢差高度差定義及表達式電場中兩點間電勢的差值，UAB＝φA－φB重力場中兩點間高度的差值，hAB＝hA－h(huán)B正負(fù)的含義是標(biāo)量，正負(fù)不表示方向，只表示高低，若UAB＞0，表示φA＞φB；若UAB＜0，表示φA＜φB是標(biāo)量，正負(fù)不表示方向，只表示高低，若hAB＞0，表示hA＞hB；若hAB＜0，則表示hA＜hB概念比較內(nèi)容電勢差高度差大小決定因素大小與A、B在電場中的位置有關(guān)，與零電勢點的選取無關(guān)大小與A、B在重力場中的位置有關(guān)，與零高度的選取無關(guān)與電勢（或高度）的關(guān)系A(chǔ)相對于零電勢點的電勢差為A點的電勢，與零電勢點的選取有關(guān)A相對于零高度點的高度差為A點的高度，與零高度點的選取有關(guān)

名師點睛

（1）講電勢差，必須明確是哪兩點的電勢差。UBA＝φB－φA＝－（φA－φB）＝－UAB。

（2）電勢差的正負(fù)表示電場中兩點電勢的相對高低；電勢的正負(fù)表示比零電勢點的電勢高還是低。

1.下列說法正確的是（）A．電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點的選取有關(guān)B．電勢差是一個矢量，有正值和負(fù)值之分C．由于電場力做功跟移動電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點的位置有關(guān)D．A、B兩點的電勢差是恒定的，不隨零電勢面的不同而改變，所以UAB＝UBA

解析：電勢差與電勢零點的選取無關(guān)，故A錯誤。由電勢差的物理意義知，B錯、C正確，而UAB＝－UBA，故D錯誤。

答案：CUAB＝φA－φB＝－UBA，與零電勢的選取無關(guān)，有正負(fù)之分，其正負(fù)表示兩點電勢的相對高低，是標(biāo)量。2．電場力做功的求解在電場中任意兩點間移動電荷時電場力做的功與電勢差的關(guān)系為WAB＝qUAB，此公式適用于任何電場。用該公式處理問題時，通常有兩種方法。

（1）標(biāo)量運算：公式中的各個物理量均為標(biāo)量，又都有正、負(fù)，所以計算時將各量的正、負(fù)帶入，一并進行運算，這樣可直接得出結(jié)果，計算中注意W與U的“腳標(biāo)”的對應(yīng)關(guān)系，即WAB＝qUAB；WBA＝qUBA。

（2）絕對值運算：WAB＝qUAB可簡化為W＝qU，計算中只考慮各物理量的絕對值，得出結(jié)果后，再根據(jù)題意判定電場力做功的正、負(fù)。

名師點睛：應(yīng)用WAB＝qUAB求電場力的功比較方便，因為它較W＝qEd的適用范圍更廣，且不必考慮靜電力大小和電荷運動路徑。當(dāng)q用電子所帶電荷量e為單位時，得到功的單位為eV（電子伏特），1eV＝1.6×10－19J。

2.在電場中把一個帶電荷量為6×10－6C的負(fù)電荷從A點移到B點，克服電場力做功3×10－5J，再將電荷從B移到C點，電場力做功1.2×12－5J，求：

（1）A與B，B與C兩點間電勢差。

（2）以B點為零電勢點時，A、C兩點的電勢為多少？

思路點撥：根據(jù)電場力做功與電荷量的比值計算電勢差，根據(jù)與零電勢點的電勢差求電勢。因為電場力做正功，所以負(fù)電荷是由電勢低處向電勢高處運動的，所以B點電勢比C點電勢低。

（2）因為A點電勢比B點電勢高5V，所以φA＝5V。由于B點電勢比C點電勢低2V，所以φC＝2V。

答案：（1）5V－2V（2）5V

2V解此類問題時，用標(biāo)量運算法可以直接得出電勢差的正、負(fù)或者電場力做功的正、負(fù)，但是由于帶著腳標(biāo)的正、負(fù)號進行運算，所以比較容易出錯。因此沒有把握時可以采用絕對值法運算，再對電勢的高低或功的正負(fù)進行判斷。電勢差與電場強度分別從能量和力的角度描述了電場的性質(zhì)，它們所具有的物理意義不同，其主要區(qū)別和聯(lián)系見下表：物理量電勢差U電場強度E大小數(shù)值上等于單位正電荷從一點移到另一點時，靜電力所做的功數(shù)值上等于單位電荷受到的力方向標(biāo)量、無方向規(guī)定為正電荷在該點所受靜電力的方向聯(lián)系①對于勻強電場E＝U/d②E和U是描述電場性質(zhì)的物理量，大小取決于電場本身，與F、q、W無關(guān)名師點睛如圖所示，把正電荷從電場中的A點分別移到C點或B點，電場力做的功相同，據(jù)W＝qU可知，B、C兩點電勢相同，在同一等勢面上，由于電場中的等勢面與電場線垂直，可見A點與BC等勢面在場強方向的距離。答案：5×102V/m，方向為垂直BC向上。電場中兩點間的電勢差即這兩點的電勢之差，可能為正值也可能為負(fù)值，但電場強度不取負(fù)值，所以用電勢差計算場強時，電勢差應(yīng)取絕對值計算。答案：B2．（對應(yīng)要點二）如圖2－3－3所示，是一個

點電荷電場的電場線（箭頭線）和等勢面

（虛線），兩等勢面之間的電勢差大小為2V，有一個帶電荷量為q＝－1.0×108C

的電荷，從A點沿不規(guī)則曲線路徑移到B

點，電場力做功

為（）圖2－3－3A．2.0×108J

B．－2.0×108JC．1.60×107J D．－4.0×108J解析：由WAB＝qUAB得WAB＝－1.0×108×2J＝－2.0×108J，故選項B正確。答案：B3.（對應(yīng)要點三）某電場的電場線如圖2－3－4所

示，過A、C兩點的電勢分別為φA＝50V，φC＝20