[觀圖助學(xué)]如圖是等高線的圖示，所標(biāo)數(shù)值是地面某個點(diǎn)高出海平面的垂直距離，也就是海拔，也稱為絕對高度。而地面上某一點(diǎn)高出另一點(diǎn)的垂直距離稱為相對高度。
(1)選擇不同的測量起點(diǎn)時，不同地方的高度和兩個地方的高度差會有怎樣的變化？(2)同樣地，在電場中選擇不同的電勢零點(diǎn)時，不同位置的電勢和兩個位置的電勢差又會有怎樣的變化？
1.定義：電場中兩點(diǎn)間電勢的________叫作電勢差，也叫________。2.公式：設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為φA，B點(diǎn)的電勢為φB，則A、B兩點(diǎn)之間的電勢差為：UAB＝________。B、A兩點(diǎn)之間的電勢差為：UBA＝________。所以UAB＝________。3.電勢差的正負(fù)：電勢差是標(biāo)量，但有正、負(fù)。電勢差的正、負(fù)表示兩點(diǎn)電勢的高低。所以電場中各點(diǎn)間的電勢差可依次用________相加。4.電勢差的單位：在國際單位制中，電勢差與電勢的單位相同，均為________，符號是V。
[思考判斷](1)電場中兩點(diǎn)的電勢越高，電勢差越大。(　　)(2)UAB>0說明從A到B電勢降低。(　　)(3)電勢差有正負(fù)值，是矢量。(　　)(4)電勢差與電勢一樣，是相對量，都與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)。(　　)
[觀圖助學(xué)]電荷量為q的電荷沿如圖所示的曲線由電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)的電勢分別為φA、φB，請思考后回答下列問題。(1)電荷在A、B兩點(diǎn)具有的電勢能分別為多少？此過程靜電力做功WAB為多少？(2)由上述問題可以得出靜電力做功與電勢差之間有什么樣的關(guān)系？
知識點(diǎn)二　靜電力做功與電勢差的關(guān)系
[思考判斷](1)若UAB>0，則電場對電荷q做的功WAB>0。(　　)(2)UAB越大，WAB越大，WAB與UAB成正比。(　　)(3)若電場中兩點(diǎn)間的電勢差UAB＝1 V，則將單位正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功為1 J。(　　)
[觀圖助學(xué)]如圖所示，是我們在地理上學(xué)到的等高線的表示方法，思考，類比到電場中，我們怎么用類似的方法表示電場中電勢相等的各點(diǎn)呢？
1.定義：電場中____________的各點(diǎn)構(gòu)成的面。2.等勢面的特點(diǎn)(1)在同一等勢面上移動電荷時靜電力________。(2)電場線跟等勢面________，并且由電勢________的等勢面指向電勢________的等勢面。(3)兩個不同的等勢面永不________。
[思考判斷](1)電荷在等勢面上移動時不受靜電力作用，所以不做功。(　　)(2)等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)相等。(　　)(3)勻強(qiáng)電場中的等勢面是相互平行且垂直于電場線的一簇平面。(　　)(4)等勢面上，不僅各點(diǎn)電勢相同，電場強(qiáng)度也一定相同。(　　)
[觀察探究]電場中A、B、C、D四點(diǎn)的電勢如圖所示。
(1)A、C及A、B間的電勢差各為多少？哪個較大？(2)若取D點(diǎn)電勢為零，則A、B、C三點(diǎn)的電勢為多少？A、C及A、B間的電勢差各為多少？通過以上計算說明電勢、電勢差各具有什么特點(diǎn)？
答案　(1)UAC＝φA－φC＝15 V，UAB＝φA－φB＝10 V，UAC＞UAB。(2)UAD＝φA－φD＝18 V，若φD′＝0，φA′＝18 V；同理，φB′＝8 V，φC′＝3 V，UAC′＝φA′－φC′＝15 V，UAB′＝φA′－φB′＝10 V。電場中某點(diǎn)電勢大小與所選取的電勢零點(diǎn)有關(guān)，而兩點(diǎn)間的電勢差與所選取的零電勢點(diǎn)無關(guān)。
[試題案例][例1] (多選)關(guān)于電勢差UAB和電勢φA、φB的理解，正確的是(　　)A.UAB表示B點(diǎn)相對于A點(diǎn)的電勢差，即UAB＝φB－φAB.UAB和UBA是不同的，它們有關(guān)系UAB＝－UBAC.φA、φB都可以有正、負(fù)，所以電勢是矢量D.電勢零點(diǎn)的規(guī)定是任意的，但人們通常規(guī)定大地或無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)
解析　UAB表示A點(diǎn)相對于B點(diǎn)的電勢差，UAB＝φA－φB，A錯誤；UBA表示B點(diǎn)相對于A點(diǎn)的電勢差，UBA＝φB－φA，故UAB＝－UBA，B正確；電勢是標(biāo)量，正負(fù)號是相對于零電勢點(diǎn)而言的，正號表示高于零電勢點(diǎn)，負(fù)號表示低于零電勢點(diǎn)，C錯誤；零電勢點(diǎn)理論上是可以任意選取的，但通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為零電勢點(diǎn)，D正確。答案　BD
[例2] 有一帶電荷量q＝－3×10－6 C的點(diǎn)電荷，從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時，克服靜電力做功6×10－4 J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時，靜電力做功9×10－4 J。求：(1)AB、BC、CA間電勢差各為多少？(2)如果B點(diǎn)電勢為零，則A、C兩點(diǎn)的電勢各為多少？電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢能各為多少？
UCA＝φC－φA＝100 V。(2)若φB＝0，則φA＝200 V，φC＝300 VEpA＝φAq＝200×(－3×10－6) J＝－6×10－4 J。EpC＝φCq＝300×(－3×10－6) J＝－9×10－4 J。答案　(1)200 V　－300 V　100 V(2)200 V　300 V　－6×10－4 J?。?×10－4 J
[針對訓(xùn)練1] 在電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB＝75 V，B、C兩點(diǎn)間的電勢差為UBC＝－200 V，則A、B、C三點(diǎn)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　根據(jù)UAB＝75 V，可得，φA－φB＝75 V，所以φA＝φB＋75 V；根據(jù)UBC＝－200 V可得φB－φC＝－200 V，所以φC＝φB＋200 V，比較可知，φC>φA>φB。答案　C
[針對訓(xùn)練2] 如圖所示，如果B板接地(取大地的電勢為零，則與大地相連的導(dǎo)體的電勢也為零)，則A板電勢為8 V，M點(diǎn)電勢為6 V，N點(diǎn)電勢為2 V。(1)求M、N兩點(diǎn)間的電勢差是多少伏？(2)如果改為A板接地，問：B點(diǎn)的電勢是多大？M、N兩點(diǎn)的電勢各是多大？M、N兩點(diǎn)間的電勢差是多少伏？
解析　(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN＝φM－φN＝4 V。(2)若A板接地，則根據(jù)UAB＝φA－φB得，φB＝－UAB＝UBA＝－8 VM、N兩點(diǎn)的電勢φM＝UMA＝－2 V，φN＝UNA＝－6 V，UMN＝φM－φN＝4 V。答案　(1)4 V　(2)－8 V?。? V?。? V　4 V
[觀察探究]在如圖所示的電場中有A、B兩點(diǎn)，若選取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)的電勢分別為φA、φB。(1)A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB是多少？若把某電荷q從A移到B，電荷的電勢能變化了多少？(2)根據(jù)靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系，求靜電力對該電荷做的功。
靜電力做功與電勢差、電勢能的關(guān)系
答案　(1)UAB＝φA－φB　電勢能的變化量為ΔEp＝EpB－EpA＝q(φB－φA)(2)WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝qUAB
(3)WAB、UAB、q均可正可負(fù)，但代表的意義不同。WAB取正號，表示靜電力做正功；UAB取正號，表示φA＞φB，q取正號，表示試探電荷為正電荷。WAB取負(fù)號，表示靜電力做負(fù)功；UAB取負(fù)號，表示φA＜φB；q取負(fù)號，表示試探電荷為負(fù)電荷。(4)WAB＝qUAB中，靜電力做的功WAB與移動電荷q的路徑無關(guān)，只與初、末位置的電勢差有關(guān)。
2.靜電力做功的四種求法
3.帶電體只在靜電力作用下的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律
(1)從動能定理角度考慮，帶電體動能的變化量等于靜電力對它做的功。(2)從靜電力做功與帶電體的電勢能變化的關(guān)系考慮，帶電體的電勢能的減少量等于靜電力對它做的功。(3)從能量守恒角度考慮，帶電體動能的增加量等于它的電勢能的減少量。
[試題案例][例3] 如圖所示，電場中A、B兩點(diǎn)電勢差為30 V，一個電荷量為5×10－8 C的正點(diǎn)電荷由A運(yùn)動到B，靜電力對點(diǎn)電荷做了多少功？B、C兩點(diǎn)間的電勢差大小為15 V，該點(diǎn)電荷從B運(yùn)動到C，靜電力對點(diǎn)電荷做了多少功？解析　方法一　根據(jù)靜電力做功與電勢差的關(guān)系得WAB＝qUAB＝5×10－8×30 J＝1.5×10－6 J。WBC＝qUBC＝5×10－8×(－15) J＝－7.5×10－7 J。
方法二　正點(diǎn)電荷從A運(yùn)動到B時，是順著電場線方向移動的，所以靜電力做正功，其大小W1＝qU1＝1.5×10－6 J。正點(diǎn)電荷從B運(yùn)動到C時，是逆著電場線方向移動的，所以靜電力做負(fù)功，其大小W2＝qU2＝7.5×10－7 J。答案　1.5×10－6 J?。?.5×10－7 J
方法歸納分析靜電場中的功能變化關(guān)系時，常結(jié)合以下三點(diǎn)分析(1)合力做功等于物體動能的變化量，即W合＝ΔEk。這里的W合指合外力做的功。(2)靜電力做功決定物體電勢能的變化量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp，這與重力做功和重力勢能變化量之間的關(guān)系類似。(3)只有靜電力做功時，帶電體電勢能與動能的總量不變，即Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2。這與只有重力做功時，物體的機(jī)械能守恒類似。
思路點(diǎn)撥第一步　抓關(guān)鍵點(diǎn)
第二步　找突破口A到B過程中，用動能定理求靜電力做的功WAB也就是WAC，據(jù)電勢差的定義式可求UAC。
(2)因?yàn)锽、C在同一等勢面上，所以φB＝φC，
解析　(1)因?yàn)闂U是光滑的，所以小球從A到B的過程中只有兩個力做功：靜電力做的功WAB和重力做的功mgh，
溫馨提示　靜電場中常用的五種功能關(guān)系
(2)φB＝0，UBC＝φB－φC，
[觀察探究](1)觀察形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線及等勢面，簡述什么是等勢面及其特點(diǎn)？
(2)當(dāng)電荷從同一等勢面上的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時，電荷的電勢能是否變化？靜電力做功情況如何？
答案　(1)電場中電勢相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面　電場線疏的地方，等差等勢面也比較疏　(2)不發(fā)生變化　靜電力不做功
[探究歸納]1.等勢面的特點(diǎn)
(1)在同一等勢面內(nèi)任意兩點(diǎn)間移動電荷時，靜電力不做功。(2)空間兩等勢面不相交。(3)電場線總是和等勢面垂直，且從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。(4)在電場線密集的地方，等差等勢面密集。在電場線稀疏的地方，等差等勢面稀疏。(5)等勢面是虛擬的，是為描述電場的性質(zhì)而假想的面。
(1)由等勢面可以判斷電場中各點(diǎn)電勢的高低。(2)由等勢面可以判斷電荷在電場中移動時靜電力做功的情況。(3)由于等勢面和電場線垂直，已知等勢面的形狀分布，可以繪制電場線，從而確定電場大體分布。(4)由等差等勢面的疏密，可以定性地比較其中兩點(diǎn)場強(qiáng)的大小。
3.幾種常見電場的等勢面(如圖所示)
(1)點(diǎn)電荷的等勢面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面。(2)等量異號點(diǎn)電荷的等勢面：點(diǎn)電荷的連線上，從正電荷到負(fù)電荷電勢越來越低，兩點(diǎn)電荷連線的中垂線是一條等勢線。(3)等量同號點(diǎn)電荷的等勢面①等量正點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)電勢最低，兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上該點(diǎn)的電勢最高，從中點(diǎn)沿中垂線向兩側(cè)，電勢越來越低。②等量負(fù)點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)電勢最高，兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上該點(diǎn)的電勢最低，從中點(diǎn)沿中垂線向兩側(cè)，電勢越來越高。(4)勻強(qiáng)電場的等勢面是垂直于電場線的一簇平行等間距的平面。
[試題案例][例5] (多選)如圖所示，真空中M、N處分別放置兩等量異種電荷，a、b、c表示電場中的3條等勢線，d點(diǎn)和e點(diǎn)位于a等勢線上，f點(diǎn)位于c等勢線上，df平行于MN。以下說法正確的是(　　)A.d點(diǎn)的電勢高于f點(diǎn)的電勢B.d點(diǎn)的電勢與e點(diǎn)的電勢相等 C.若將一負(fù)試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動到f點(diǎn)，則靜電力先做正功、后做負(fù)功D.若將一正試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動到e點(diǎn)，試探電荷的電勢能增加
解析　電場線從M指向N，而沿電場方向電勢降低，所以d點(diǎn)的電勢高于f點(diǎn)的電勢，選項(xiàng)A正確；d點(diǎn)和e點(diǎn)在同一條等勢線上，所以兩點(diǎn)電勢相等，選項(xiàng)B正確；若將一負(fù)試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動到f點(diǎn)過程中，靜電力方向與運(yùn)動方向夾角為鈍角，所以靜電力一直做負(fù)功，選項(xiàng)C錯誤；若將一正試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動到e點(diǎn)，過程始末試探電荷的電勢相等，所以靜電力做功為零，電勢能不變，選項(xiàng)D錯誤。答案　AB
方法凝煉　等勢面和電場線關(guān)系的應(yīng)用(1)已知等勢面的情況，可作等勢面的垂線來確定電場線，并由“電勢降低”的方向確定電場線方向。(2)已知電場線時，可作電場線的垂線來確定等勢面，并由“沿電場線方向電勢降低”確定等勢面的電勢高低。
[針對訓(xùn)練4] 某電場中的等勢面如圖所示，下列關(guān)于該電場的描述正確的是(　　)
A.負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能比在B點(diǎn)的電勢能大B.負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能比在C點(diǎn)的電勢能大C.電荷沿等勢面AB移動的過程中，靜電力始終不做功D.正電荷由A移動到C，靜電力做負(fù)功
解析　負(fù)電荷在電勢越高的位置電勢能越小，B錯誤；沿等勢面移動電荷，靜電力不做功，負(fù)電荷在A、B兩點(diǎn)處的電勢能相同，A錯誤，C正確；正電荷由A移動到C，靜電力做正功，D錯誤。答案　C
[要點(diǎn)歸納]1.在電場中，電場線和等勢面都是為了更好地描述電場而引入的，兩者之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。(1)電場線總與等勢面垂直。電荷沿著電場線移動，靜電力一定做功；電荷沿著等勢面移動，靜電力一定不做功。(2)在同一電場中，等差等勢面的疏密也反映電場的強(qiáng)弱，等差等勢面密集處，電場線也密集，電場強(qiáng)；反之，電場線稀疏，電場弱。(3)知道等勢面，可畫出電場線，知道電場線，也可畫出等勢面。
電場線、等勢面和運(yùn)動軌跡的綜合分析
2.帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡是由靜電力和初速度共同決定的，可以根據(jù)軌跡分析受到的靜電力方向，進(jìn)一步研究加速度、動能、電勢能的變化等。
[試題案例][例6] (多選)某靜電場中的電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，沿圖中虛線由M運(yùn)動到N，以下說法正確的是(　　)A.粒子是正電荷B.粒子在M點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度C.粒子在M點(diǎn)的電勢能小于在N點(diǎn)的電勢能D.粒子在M點(diǎn)的動能小于在N點(diǎn)的動能
解析　帶電粒子在電場中運(yùn)動時，受到的靜電力的方向指向運(yùn)動軌跡的凹側(cè)，由此可知，帶電粒子受到的靜電力的方向?yàn)檠刂妶鼍€向上，所以此粒子為正電荷，故A正確；由電場線的分布可知，電場線在N點(diǎn)較密，所以粒子在N點(diǎn)時受到的靜電力大，在N點(diǎn)的加速度大，故B正確；從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中，靜電力對粒子做正功，所以粒子的電勢能要減小，動能增加，即粒子在M點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能，在M點(diǎn)的動能小于在N點(diǎn)的動能，故C錯誤，D正確。答案　ABD
方法歸納1.帶電粒子速度方向沿運(yùn)動軌跡的切線方向，所受靜電力的方向沿電場線的切線方向或反方向，所受合外力的方向指向曲線凹側(cè)。2.電勢能大小的判斷方法(1)靜電力做功：靜電力做正功，電勢能減?。混o電力做負(fù)功，電勢能增加。(2)利用公式法：由Ep＝qφ知正電荷在電勢高處電勢能大，負(fù)電荷在電勢低處電勢能大。
[針對訓(xùn)練5] (多選)如圖所示，虛線A、B、C表示某電場中的三個等勢面，相鄰等勢面間的電勢差相等，一電子從右側(cè)垂直等勢面A向左進(jìn)入電場，運(yùn)動軌跡與等勢面分別交于a、b、c三點(diǎn)，則可以判斷(　　)A.三個等勢面的電勢大小為φA>φB>φCB.三個等勢面的電勢大小為φC>φB>φAC.電子由a到c電勢能不斷減小D.電子由a到c動能不斷減小
解析　由等勢面畫出電場線如圖所示，電子在c點(diǎn)受力和運(yùn)動方向如圖，并由此進(jìn)一步得出電場線垂直等勢面指向左，φA>φB>φC，A正確，B錯誤；從a至c靜電力做負(fù)功，電勢能不斷增加，動能不斷減小，C錯誤，D正確。答案　AD

相關(guān)課件

人教版 (2019)必修 第三冊2 電勢差評課ppt課件：

這是一份人教版 (2019)必修 第三冊2 電勢差評課ppt課件，共60頁。PPT課件主要包含了電勢差，φA－φB，φB－φA，－UBA，代數(shù)法，微思考，EpA－EpB，qUAB，電場力，答案A等內(nèi)容，歡迎下載使用。

人教版 (2019)必修 第三冊1 電荷圖文ppt課件：

這是一份人教版 (2019)必修 第三冊1 電荷圖文ppt課件，共39頁。PPT課件主要包含了第1節(jié)電荷，觀圖助學(xué)，兩種電荷，玻璃棒，橡膠棒，吸引輕小物體，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，一樣多，吸引或排斥，靜電感應(yīng)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

人教版 (2019)必修 第三冊3 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系多媒體教學(xué)ppt課件：

這是一份人教版 (2019)必修 第三冊3 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系多媒體教學(xué)ppt課件，共42頁。PPT課件主要包含了電場強(qiáng)度，沿電場方向的距離，電勢差，勻強(qiáng)電場，伏特每米，點(diǎn)擊右圖進(jìn)入等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)課件 更多

高中物理人教版 (2019)必修 第三冊第十章 靜電場中的能量2 電勢差課文配套課件ppt

高中物理人教版 (2019)必修 第三冊第十章 靜電場中的能量2 電勢差課文配套課件ppt
人教版 (新課標(biāo))5 電勢差教學(xué)演示課件ppt

人教版 (新課標(biāo))5 電勢差教學(xué)演示課件ppt
高中物理人教版 (新課標(biāo))選修35 電勢差課文內(nèi)容課件ppt

高中物理人教版 (新課標(biāo))選修35 電勢差課文內(nèi)容課件ppt
高中物理人教版 (新課標(biāo))選修35 電勢差教學(xué)演示ppt課件

高中物理人教版 (新課標(biāo))選修35 電勢差教學(xué)演示ppt課件
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)必修 第三冊電子課本

2 電勢差

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第三冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號注冊
手機(jī)號碼

手機(jī)號格式錯誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部