电势差

第五节、电势差导学案

一、知识与技能
重点学习电势差概念和电场力做的功与电势 差之间的关系。
二、过程与方法
通过电势差与电场力做的功关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力．
三、情感态度与价值观
分析电势差、电势、功的关系，寻找物理量之间的内在联系，培养对物理学科的兴趣、坚定思考探索物理的的信念，领略物理方法的奥妙，体会物理科学的力量。
四、重点、难点
电场力做功与电势差、电势的关系。
一?预习案
１．电场中两点间的电势的差值叫电势差。电势差就是电压。
设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则AB之间的电势差表示成UAB=φA-φB，因为UBA=φB-φA所以UAB=-UBA。电场中某点的电势与零电势的选取有关，但是电场中两点间的电势差与零电势的选取无关，所以研究电势差比研究电势有更加重要的意义。
２．电势差和电势的单位都是伏，符号V。电势差和电势都是　　　，但它们都有正负。电势的正负表示比零电势　　或　　。当取无穷远处为零电势时：正点电荷的电场中各点电势都　　零，负点电荷的电场中各点电势都　　零。电势差的正负表示电场中两点电势的高低：若A、B两点间电势差UAB=φA-φB>0，则表明A点电势高于B点电势；若A、B两点间电势差UAB=φA-φB<0，则表明A点电势低于B点电势。
3 ．电荷在电场中移动时：若电场力做正功，则电荷的电势能　　；若电场力做负功，则电荷的电势能　　。（电场力做功跟电势能变化的关系与重力做功跟重力势能变化的关系相似）也就是说电荷q从A移到B时，电场力做功WAB等于电荷在A、B两点时的电势能之差。即WAB=EPA-EPB=qφA-qφB= q(φA-φB)=q(φA-φB)=q UAB。
4．由此可见在电场中移动电荷时，电场力做的功只与电荷的　　位置有关，而与电荷运动的具体　　　无关。（这跟重力做功的特征相似）本节得到的电场力做功公式WAB= q UAB使我们计算电场力做功像计算重力做功一样简单方便。
二．探究案
例1 如图1-5-1电场中有A、B两点，则下列说法正确的是( )
A、电势φA>φB，电场强度EA>EB
B、电势φA>φB，电场强度EAC、将+q从A点移到B点电场力做正功
D、负电荷-q在A点的电势能大于其在B点时的电势能

例2 在某电场中的A、B两点间移动电量为q的电荷时，电荷的电势能的减少量为ΔE，ΔE跟电荷电量 q的比值为5V，A、B两点间电势差为多少？如在A、B间移动电量为2q的电荷时， 该电荷的电势能的变化为多少？这时A、B间的电势差多少？

拓展 在电场力做功公式WAB= q UAB中，UAB是由电场的性质决定的，与被移动的电荷无关，电荷的正负号和电势差的正负号都带符号进行运算，功的正负号也就确定了。

例3 在电场中把ｑ＝2×10－9C的正 电荷从A移到B时电场力做了1.5×10－7J的正功，再把这个正电荷从B移到C时电场力做了4×10－7J的负功，A、B、C三点电势高低情况如何？A、C间电势差是多大？

课堂训练
1.下列说法中，正确的 是()
A.在正点电荷的电场中，离点电荷越近场强越大，电势越高
B. 在负点电荷的电场中，离点电荷越近场强越小，电势越低
C.两个等量同种点电荷的连线的中垂面上，各点的电势都相等
D.两个等量异种点电荷的连线的中垂面上，各点的电势都相等
2.下列说法中.不正确的是()
A.电场中的两个电势不等的等势面一定不会相交
B.电场线一定与等势面垂直
C.把检验电荷从电场中a点移到b点电场力做功为零，则电荷一定在等势面上移动
D把检验电荷从电场中a点移到b点电场力做功为零，则a、 b两点一定在同一等势面上
3.若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任一段时间内()
A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动
B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动
C.不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动
D.不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动
4.如图1-5-2所示，在O点置一点电荷Q，以O为圆心作一圆现将一电荷q从A分别移到圆上的B、C、D三点，则电场力做功最多的过程是()
A.移到B的过程B.移到C的过程
C.移到D的过程D.三个过程一样多
5.有两个带电小球的带电荷量分别为+q、-q，固定在一长度为L的绝缘杆的两端，置于场强为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图1-5-3所示，若此杆绕过O点，且垂直于杆的轴转过180°，在此过程中电场 力做功为()
A.零B.qELC.2qELD.πqEL
6.如图1-5-4所示.用绝缘细线悬挂一个带正电的小球，置于水平向右的匀强电场中，将小球从最低点A无初速释放，当小球通过B点时具有速度v，则这一过程中( )
A.小球的重力势能增加
B.小球的电势能减少
C.增加的重力势能等于减少的电势能
D.增加的重力势能小于减少的电势能
7.在以点电荷为球心，r为半径 的球面上，各点相同的物理量是( )
A.电场强度B.同一电荷所受电场力
C.电势D.同一电荷具有的电势能

8.如图1-5-5所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中φ1=10V，φ2=20V，φ3=30V一个带电粒子只受电场力作用，按图1-5-5中实线轨迹从A点运动到B点，由此可知()
A.粒子带负电B.粒子的速度变大
C.粒子的加速度变大D.粒子的电势能变大
9. 把一个电量为q=4.0×10-6C的正电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了2.0×10-3J的功，（1）A、B两点的电势差多大？（2）取A点为零电势点，B点的电势多大？（3）若取B点为零电势点，A点的电势多大？

10．将一个10- 6C的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做功2×10-6J，从C点移到D点做电场力做功7×10-6J，若已知B点比C点电势高3V，则A、D之间的电势差是多少？


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