1、1.4 电势和电势差【学习目标】1知识目标：（1）理解电势差的概念；（2）会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功；（3）理解电势的概念；知道电势和电势差的关系；（4）知道什么是电势能，知道电场力做功与电势能改变的关系。2能力目标：（1）培养学生概括、归纳、类比的能力。（2）培养学生抽象思维能力。3物理方法教育目标：通过类比教学，对抽象问题具体化，启发学生积极思维。【学习重点】电势差、电势的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。【知识要点】1电势差电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟它的电量的比值，叫做两点间电势差定义式：说明电势差仅由电场中两点位置
2、决定，与W、q无关。单位，伏特，符号V电场力做功：WAB=qUAB，注意做功正负的判断。2电势电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做得功。说明：电势与零势面的选取有关。沿着电场线方向电势降低。电势是标量，只有大小没有方向其正负表示电势高低。电势的单位：伏特（V）电势差与电势的关系：两点间电势差等于这两点电势之差。即UAB=A-B3电势能：电荷在电场中具有的能。电场力做功，电势能减少，做多少功，电势能减少多少【问题探究】问题1、电势与电势差U的区别及联系是什么？解答：电势与电势差的比较 （1）电势与电势差都是反映电场本身的性质（能的性质）的物理量，与试探电荷无
3、关。（2）电势与电势差都是标量；数值都是有正负，单位相同。（3）UAB=A-B，UBA=B-A。（4）某点的电势与零电势点的选取无关。联系：电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点间的电势差。问题2、电场力做功有何特点：它量度了何种形式的能量变化？解答：电场力做功与路径无关，这与重力做功十分相似，电场力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加。电势能变化的数值等于电场力做功的数值。电势能的变化仅与电场力做功有关，且仅有电场力做功来量度，即W=-EP。【典型例题】【例1】在静电场中，下列说法中错误的是：（ ）A、 电场强度为零的点，电势也一定为零B、 电场强度处处
4、相等的区域内，电势也一定处处相等C、 只在电场力作用下，正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动D、 沿着电场线方向电势一定越来越低【解析】电场强度和电势是从不同的角度描述电场性质的两个物理量，前者从力的角度，后者从能量的角度，两者之间没有直接的对于关系。在等量同种电荷形成的电场中，它们连线的中点电场强度为零，但电势却不为零；匀强电场的场强处处相等，而沿着电场线方向电势却在不断降低；正电荷在电场中的移动方向还和它的初速度方向有关，如果初速度是逆着电场线方向的，那么它移动的开始阶段从低电势向高电势。电场线的方向是电势的降落的方向。综上所述：A、B、C中的表述都是错误的。【答案】A、B、C【例2
5、】有一带电荷量q=-310-6C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功610-4J.从电场中的B点移到C点时,电场力做功910-4J.问:（1） AB、BC、CA间电势差各为多少?（2） 如以B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少?解析 （1）方法一：先求电势差的绝对值,再判断正负.UAB=WAB/q=610-4/310-6V=200V因负电荷从电场中的A点移到B点时克服电场力做功,必是从高电势点移到低电势点,即AB, UAB=200VUBC=WBC/q=910-4/310-6V=300V因负电荷从电场中的B点移到C点时电场力做正功,必是从低电势点移到高电势点,即B0则AB,若U
6、AB 0则AB.【规律总结】1本节要完善处于静电平衡状态的的导体的性质：（1）内部场强为零；（2）导体是等势体，其表面是等势面；（3）电场线垂直于等势面，（4）静电荷只分布在外表面。（5）导体尖端电荷越密集。2地球可看成一个大导体，地球静电平衡时是一个等势体，与地球相连的导体与地球等势。实际上长取地球的电势为标准电势，即认为地球的电势为零，以此为基础去确定电场中各点的电势。【当堂反馈】1电场中有A、B两点，把电荷从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做正功，则 （ ）A电荷的电势能减少 B电荷的电势能增加 CA点的场强比B点的场强大 DA点的场强比B点的场强小2如图148所示，A、B是同一条电场
7、线上的两点，下列说法正确的是 ( )A正电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能图148B正电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能C负电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能D负电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能 3外力克服电场力对电荷做功时 ( )A电荷的运动动能一定增大 B电荷的运动动能一定减小 C电荷一定从电势能大处移到电势能小处 D电荷可能从电势能小处移到电势能大处4关于电势的高低，下列说法正确的是 （ ）A沿电场线方向电势逐渐降低 B电势降低的方向一定是电场线的方向C正电荷在只受电场力作用下，一定向电势低的地方运动图149D负电荷在只受电场力的作用下，由静止释
8、放，一定向电势高的地方运动5如图149所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1_；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2_；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功W3_由此可知电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是_ 6下列关于电场性质的说法，正确的是 ( )A电场强度大的地方，电场线一定密，电势也一定高 B电场强度大的地方，电场线一定密，但电势不一定高C电场强度为零的地方，电势一定为零D电势为零的地方，电场强度一定为零7关于电势与电势能的说法，正确的是 ( )A电荷在电势越高
9、的地方，电势能也越大B电荷在电势越高的地方，它的电荷量越大，所具有的电势能也越大C在正点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D在负点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能8某电场的电场线如图1410所示，电场中有A、B、C三点，已知一个负电荷从A点移到B点时，电场力做正功(1) 在图中用箭头标出电场线的方向；并大致画出过A、B、C三点的等势线(2) 在A、B、C三点中，场强最大的点是_，电势最高的点是_图1410 图1411 图1412 9如图1411所示，在场强E104NC的水平匀强电场中，有一根长l15 cm的细线，一端固定在O
10、点，另一端系一个质量m3 g，带电荷量q2106C的小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，则小球到达最低达最低点B时的速度是多大?10如图1412所示，长木板AB放在水平面上，其上表面粗糙下表面光滑，今有一质量为m，带电荷量为-q的小物块C从A端以某一初速度起向右滑动，当电场强度方向向下时，C恰好到达B端，当电场强度方向向上时，C恰好到达AB中点，求电场强度E的大小【参考答案】1.A 2.AD 3.D 4.AD 5.qELcos qELcos qELcos 电场力做功的大小与路径无关 只与始末位置有关 6.B 7.CD 8.(1)略 （2）AC 9.1m/s 10.E=mg/3q【反思】收获疑问
