1、1.5 电势差导学案【学习目标】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。来源: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。【重点难点】静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义【学法指导】认真阅读教材，体会电势差的特点；体会例题展示的解题方法【知识链接】除了电场强度，电势是又一个表征电场性质的重要物理量。电势的定义： 用公式表示为： 应该先规定电场中某处的电势为 0，然后才能确 定其他各点的电势。电场中各点的电势可以是正值，也可以
2、是负值。但电势只有大小，没有 ，是 量。选择不同 的位置作为电势零点， 电场中某点电势的数值也会改变。那么有没有不随电势零点变化而变化的物理量呢？（类比高的和高度差思考）【学习过程】1、电势差 （1）电势差是电场 中两点间的电势的差值，即：U AB= 或 UBA= 显然 UAB=-UBA（2）电场中某一点的电势，与选取的电势零点有关；而电场中两点间的电势差，与选取的电势零点 。（3）电势和电势差单位都是 ，符号 ，都有正负值，但都是 量a. 电势的正负表示该点比电势零点的电势高或低；b. 电势差的正负表示电场中两点电势的高低。说明：电势差也叫电压，在很多场合下电压不带正负号。2 、电势差与电场
3、力做功的关系（1）推导： 电荷 q 在电场力作用下 由 A 点移到另一点 B 的过程中，电场力做的功WAB与两点间电势差 UAB 关系：（2）关系式： 或 思考U AB由什么决定？由 WAB、q 决定吗？所以电势差反映了 .3、应用 计算时，相 关物理量用正、负值代入，其结果：ABq0，电场力做 功； 0，电场力做 功（也可以说成物体克服电ABWAB场力做功） ；0，表示 ； 0，表示 （比较 和 的高低）ABUABAUABAB三、典型例题分析（提示 ：应用 计算时，注意各物理量用正负值代入。 ）ABqW【例 1】将一个电量为210 9 C 的点电荷从电场中的 N 点移到 M 点，需克服电场力
4、做功 1.4108 J，N、M 两点间的电势差 UNM 为多少？若将该电荷从 M 移到 N，电场力做什么功？U MN 为多少？【例 2】在电场中把 2.0109 C 的正电荷从 A 点移到 B 点，静电力做功 1.5107 J。再把这个电荷从 B 点移到 C 点，静电力做功-4.010 7 J 。(1)A、B、C 三点中哪点电势最高？哪点电势最低？（2） AB 间，BC 间，AC 间的电势差各是多 大？（3）把-1.510 9 C 的电荷 从 A 点移到 C 点，静电力做多少功？解（1）（2）（3）四、课堂小结：1、电势差的概念及公式： 2、电势差和电势的区别： 3、电势差与电场力做功的关系式
5、： 4、应用 计算时的注意事项： ABqUW【训练测试】1(2009长沙市一中高二检测) 下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有 ( )场强 EF /q 场强 E U/d 场强 EkQ /r2 电场力做功 WUqA BC D2下列说法哪些是正确的 ( )A电势处处相等且不为零的空间中各点场强必为零B电势降落速度最大的方向必为场强方向C电场中电势高的点场强较大D电场中场强相等的两点间电势差一定为零3如下图所示，匀强电场场强 E100V/m，A、B 两点相距 10cm，A、B 连线与电场线夹角为 60，则 UBA之值为 ( )A10V B10VC5 V D 5 V34(200
6、9河南宝丰一中高二检测) A、B 在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且到连线上中点 O 的距离相等，如图所示，则 ( )来源:A同一电荷在 A，B 两点的电势能相等B把正电荷从 A 点沿直线移动到 B 点，电荷的电场强度先增大后减少C把正电荷从 A 点沿直线移动到 B 点，电荷的电势能先减少后增大DA、B 连线上的任意两点的电势差为零5夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距 3km 的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以 5m/s 的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电设两云团之间电势差保持 3109V 不变，已知空气电离的 电场强度(即发生 放电时的电场强度)为3106V/m，云
7、团间的电场可视为匀强电场，则大约经过_秒，将会发生放电现象；在这次放电中 ，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为 500C，闪电历时 0.01s，则此过程中的平均电流为_安培(提示：电流 I )qt6如图所示的匀强电场中，有 a、b、c 三点，ab5cm，bc12cm，其中 ab 沿电场方向，bc 和电场方向成 60角，一个电量为 q410 8C 的正电荷从 a 移到 b 电场 力做功为 W1 1.2107 J，求：(1)匀强电场的电场强度 E；(2)电荷从 b 移到 c，电场力做的功 W2；(3)a、c 两点的电势差 Uac.【参考答案】1答案：D2答案：AB解析：沿场强方向电势必然降低，在
8、某空间中电势处处相等且不为零，则只有场强为零才可能，故 A 对，由电势差与场强的关系可知 B 对 C 错 D 错3答案：C解析：U BA Ed1000.1 cos60V5V.4答案：ABD5答案：400 50 000解析：设经过时间 t 后发生放电现象，则由 UEd 可知，d ，而 tUE 3103 d5解之得，t400s由 I 可知，I A50 000Aqt 5000.016答案：(1 )60V/m (2)1.4410 7 J (3) 6.6V解析：(1)从 a 到 b 电场力做功W1qU ab由匀强电场中电场强度和电势差的关系UabEd ab所以 E V/m60V/mW1qdab 1.210 7410 8510 2(2)把电荷从 b 移到 c，电场力做功W2qU bcqEd bccos60410 8 6012102 0.5J1.4410 7 J来源:(3)a 与 c 间的电势差Uac UabU bcEd abEd bccos60来源:(60510 2 601210 2 0.5)V6.6VUac也可以用 Uac 求解W1 W2q【学习反思】利用电势差的概念计算静电力做功时，电荷量、电势差、功三者的符号怎样处理？来源:数理化网
