【人教版】選修(3-1)1.5《電勢差》課件-

第五節(jié)電勢差第一章靜電場第一頁，編輯于星期六：八點十四分。

從上節(jié)所學的知識我們知道，電場中各點的電勢一般來說是不相等的，也就是說，電場中兩點的電勢存在一個差值，這個差值我們把它叫做“電勢差”。第二頁，編輯于星期六：八點十四分。1、電勢差：電場中兩點間的電勢之差。俗稱電壓。（1）計算式：,

（2）單位：伏特（V）UAB=-UBAa.電場中某點的電勢，就是該點相對于零電勢點的電勢差b.電池的電壓為1.5V，就是說其正極的電勢比負極高1.5V；燈泡獲得1V的電壓就是說其兩端間的電勢之差為1V。c.若電場中有A、B兩點，φA=4V、φB=-2V，則A、B兩點的電勢差是多少？UAB=6V或UBA=-6V第三頁，編輯于星期六：八點十四分。（3）電勢差是標量。其正負表示大小。用公式WAB=qUAB時，WAB、q、UAB都有正負，計算時都要帶正負號。2、電場力做的功（電功）：

如圖所示，電荷q從電場中的A移動到B時，電場力做的功為：

我們知道，處于靜電平衡狀態(tài)的導體是一個等勢體，若導體上各點存在電勢差，則電荷就要定向移動，電場力就要做功?？梢?，電勢差與電功有一定的關系。AB猜想：電勢差的大小與零電勢點的選取有關嗎？無關第四頁，編輯于星期六：八點十四分。小結：1、電勢差能的性質的物理量，他們的大小都跟有無試探電荷無關；而電勢能的大小則與試探電荷的電荷量有關（和電勢都是描述電場的大，-q在φ高處Ep小）。2、電勢的高低與參考點的選取有關，但電勢差與參考點的選取無關。（這一關系類似于高度與參考平面的選取有關，高度差與參考平面的選取無關。）；+q在φ高處Ep第五頁，編輯于星期六：八點十四分。鞏固練習：1、（P25之3）2、如圖所示，在正的點電荷Q的電場中有a、b兩點，它們到點電荷Q的距離

r1<r2

。若a、b兩點間的電勢差為100V，將二價負離子由a點移到b點是電場力對電荷做功還是電荷克服電場力做功？做功多少？解：Wab=qUab=-2×1.6×10-19×100J=-3.2×10-17J<0故是電荷克服電場力做了3.2×10-17J的功。第六頁，編輯于星期六：八點十四分。3、帶電量為+3×10-6C的粒子先后經(jīng)過電場中的A、B兩點，克服電場力做功6×10-4J，已知B點電勢為50V，則（l）A、B間兩點間的電勢差是多少？（2）A點的電勢是多少？（3）電勢能變化了多少？（4）把電量為-3×10-6C的電荷放在A點的電勢能是多少？解：（1）（2）φA=UAB+φB=（-200+50）V=-150V（3）因為克服電場力做功6×10-4J，所以電勢能增加了6×10-4J。（4）EpA=qφA=-3×10-6×(-150)J=4.5×10-4J第七頁，編輯于星期六：八點十四分。4、如圖所示是某電場中的一簇等勢面，甲等勢面的電勢為90V，乙等勢面的電勢為－10V，各相鄰等勢面間的電勢差相等。（l）將q=+1×10-8

C的電荷從A點移到B點，電場力做功

；（2）將－1×10-8C的電荷從A點移到C點，電場力做功

；（3）在圖中定性畫出幾條電場線．）將

C的電荷從A點移到C點，電場力做功

；（3）在圖中定性畫出幾條電場線．

甲等勢面電勢

V，乙等勢面電勢

V，各相鄰等勢面間電勢差相等，則B的電勢

V．A點電勢

V，C點電勢

V．

（1）A、B間電勢差

V，正電荷從A到B是電場力做功，功的大小

．

（2）A、C間電勢差

V，負電荷從A到C是克服電場力做功，即電場力做負功，功的大小

．（3）如圖中的實線所示，作圖時要求過各點的電場線要與等勢面垂直；電場線的箭頭由電勢高處指向電勢低處；電場線的疏密要合理，根據(jù)給出的五個等勢面相鄰之間的電勢差相等，則等勢面稀疏之處的場強較小，等勢面緊密之處的場強較大，電場線左邊較疏，右邊較密．

答：（l）

；（2）

；（3）見圖··A·B·C甲乙

WAB=qUAB=qU甲乙

=1×10-8×[90-（-10）]J=1×10-6J（2）WAC=qUAC=-q·2UAB=-2×10-6J（3）由電場線與等勢面垂直，可畫出如右圖所示的幾條電場線。解：（1）第八頁，編輯于星期六：八點十四分。5、如圖所示的電場，E=1000V/C，ab=3cm,bc=

2cm。將電荷量為q=5×10-8C的點電荷沿矩形abcda移動一周。則電場力做的總功為

；

a、b兩點間的電勢差Uab為

；a、c兩點的電勢差Uac為

。Eabcd030V30V第九頁，編輯于星期六：八點十四分。6、如圖所示，光滑的絕緣豎直細桿與以正電荷Q為圓心的圓周交于B、C兩點，設AB=BC=h。一質量為m、電荷量為-q的空心小球從桿上A點從靜止開始下落，滑到B點時的速度。

試求（1）小球滑到C點的速度；

（2）A、C兩點的電勢差。Q·CBA解：（1）從B→C，根據(jù)動能定理得：mgh=mVC2/2-mVB2/2……①而……②聯(lián)立①②解得：（2）從A→C，根據(jù)動能定理得：mg·2h+qUAC=mVC2/2

解之得：第十頁，編輯于星期六：八點十四分。7、如圖所示，實線為電場線，虛

線為等勢線，且相鄰兩等勢線間的電勢差相等。一正電荷在φ3上時具有動能20J，它運動到等勢線φ1上時速度為0。令φ2=0，則該電荷的電勢能Ep=4J時，其動能大小為(）

Eφ1φ2φ3CA)16J;B)10JC)6J；D)4J解：從φ3→φ1，由動能定理有：qφ3-qφ1=0-20……①又φ1-φ2=φ2-φ3

因φ2=0故有qφ1=-qφ3……②聯(lián)立①②解得：qφ1=10Jqφ3=-10J即電荷在φ3時具有的總能量為E=Ep+Ek=（-10+20）J由能量守恒定律可知：當Ep=4J時，Ek=6J第十一頁，編輯于星期六：八點十四分。8、如圖所示，在場強為E的水平勻強電場中，一根長為L的絕緣桿，兩端分別固定著帶有電量＋q和－q的小球（大小不計）?，F(xiàn)讓絕緣桿繞中點O逆時針轉動α角，則轉動中帶電小球克服電場力做功為多少？解：絕緣桿繞中點O逆時針轉動α角時，+q和－q所受電場力均做負功，且數(shù)值相等。故帶電小球克服電場力做的總功為：W=2×qE·(1-COSα)·L/2=qEL·(1-COSα)第十二頁，編輯于星期六：八點十四分。9、在兩個等量同種點電荷的連線上，有與連線中點O等距的兩點a、b，則（

）

A．a(chǎn)、b兩點的場強矢量相同

B．a(chǎn)、b兩點的電勢相同

C．a(chǎn)、O兩點間與b、O兩點間的電勢之差相等

D．同一試探電荷放在a、b兩點的電勢能相等BCD第十三頁，編輯于星期六：八點十四分。10、如圖所示，B、C、D是以+Q為圓心的圓周上的三個點，將一檢驗電荷從圓內A點分別移動到B、C、D各點時，電場力做功是()A.WAB＞W(wǎng)AC

B.WAD＞W(wǎng)ABC.WAC＞W(wǎng)AD

D.WAB=WACD第十四頁，編輯于星期六：八點十四分。作業(yè)：如圖所示，勻強電場中A、B、C三點構成一個直角三角形，AB=4cm，BC=3cm。把電荷量q=-2×10-10C的點電荷由A點移到B點，電場力做功4.8×10-8J；再由B點移到C點克服電場力做功4.8×10-8J。若取B點的電勢為零，求A、C兩點的電勢和場強方向。ABC第十五頁，編輯于星期六：八點十四分。解：把電荷從A點移到B點時：UAB