1、服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 自主学习基础知识合作探究重难疑点解题技巧素养培优课时作业5电势差服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 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式，知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系(重点)3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行计算(难点)服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 电势差先填空1定义：电场中两点间的差值，也叫电压2表达式：若 A 点电势为 A，B 点电势为 B.则
2、UAB；UBA.3单位：，符号.V 伏特BA AB 电势服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 再思考电势差由什么来决定？与电场中有无试探电荷是否有关？与零电势位置的选取有关吗？【提示】电势差由电场中的两点位置来决定，与有无试探电荷无关；与零电势的位置选取也无关服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 后判断(1)电势差有正负、是矢量()(2)电场中两点间电势差是恒定的，与零电势点选取无关()(3)若 UAB0，说明从 A 到 B 电势降低()服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 静电力做功与电势差先填空1关系：WAB或 UAB .2
3、证明：WABqAqB得WABqUAB.q(AB)EpAEpBWABqqUAB服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 再思考把电荷从电场中电势较高的地方移动到电势较低的地方，电场力做正功还是负功？【提示】根据 UABAB，电势差为正由 WABqUAB，若 q 为负电荷，电场力做负功；若 q 为正电荷，则电场力做正功服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 后判断(1)将电荷由 A 点移到 B 点，电场力做正功则电势差为正值()(2)把 1 C 的正电荷从 A 点移到 B 点，静电力做功 1 J，这两点间的电势差为 1 V()(3)若电荷由 A 点移到 B 点
4、过程中，有静电力以外的力做功，不影响电势的变化()服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 学生分组探究一 电势差与电势(对比分析)第 1 步 探究分层设问，破解疑难1电势差与电势零点选取有无关系？与电势有何关系？2电势高，电势差一定大吗？服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 第 2 步 结论自我总结，素能培养1对电势差的几点认识(1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电量、静电力做功的大小
5、无关在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值(2)讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点的电势差A、B 间的电势差记为 UAB，B、A 间的电势差记为 UBA.服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 (3)电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低(4)电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 2电势差与电势的对比 概念比较内容 电势电势差U定义电势能与电量的比值Epq电场力做功与电量的比值UWq决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定区别相对性有，与电势
6、零点的选取有关无，与电势零点的选取无关数值关系UABAB，当B0时，UABA单位相同，均是伏特(V)，常用的还有kV，mV等标矢性都是标量，均具有正负联系物理意义均是描述电场的能的性质的物理量服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 第3步 例证典例印证，思维深化(2015莒南一中高二检测)有一带电荷量q3106C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6104J，从B点移到C点时，静电力做功9104J.求：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？服/务/教/师免/费/馈/赠 返回
7、菜单新课标物理选修3-1 【思路点拨】(1)可根据UABWABq 分析电势差(2)可由Epq 确定电势能【解析】根据UWq则UAB61043106200 V，即AB200 VUBC 91043106300 V，即BC300 VUCACA100 V，服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 (2)若B0，则A200 V，C300 VEpAAq200(3106)J6104 J.EpCCq300(3106)J9104 J.【答案】(1)200 V 300 V 100 V(2)200 V 300 V 6104J 9104J服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 在
8、利用 Epq 及 UABWABq 时，必须将各物理量的符号代入服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 第 4 步 巧练精选习题，落实强化1(2014吉林一中高二检测)在电场中 A、B 两点间的电势差UAB75 V，B、C 两点间的电势差为 UBC200 V，则 A、B、C 三点的电势高低关系为()AABC BACBCCABDCBA服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 【解析】根据 UAB75 V 可得，AB75 V，所以 AB75 V；根据 UBC200 V 可得 BC200 V，所以 CB200 V，比较可知，CAB.【答案】C服/务/教/师免/费/
9、馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 2有一个带电荷量 q3106C 的点电荷，从某电场中的 A 点移到 B 点，电荷克服静电力做 6104J 的功，从 B 点移到 C 点，静电力对电荷做 9104J 的功，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？电荷在 A、C 两点的电势能为多少？服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 【解析】(1)解法一：先求电势差的绝对值，再判断正、负|UAB|WAB|q|61043106 V200 V，因负电荷从 A 移到 B 克服静电力做功，必是从高电势点移到低电势点，即 AB，U
10、AB200 V.|UBC|WBC|q|91043106 V300 V，因负电荷从 B 移到 C 静电力做正功，必是从低电势点移到高电势点，即 BC，UBC300 V.UCAUCBUBAUBC(UAB)300 V200 V100 V.服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 解法二：直接取代数值求电荷由 A 移向 B 克服静电力做功即静电力做负功，WAB6104J，UABWABq 61043106 V200 V.UBCWBCq 91043106 V300 V.UCAUCBUBAUBC(UAB)300 V200 V100 V.服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3
11、-1 (2)若 B0，由 UABAB，得 AUAB200 V.由 UBCBC，得 CBUBC0(300)V300 V.电荷在 A 点的电势能EpAqA3106200 J6104J.电荷在 C 点的电势能EpCqC3106300 J9104J.【答案】(1)200 300 100(2)200 300 6104 9104服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 学生分组探究二 对公式 UABWABq 和 WABqUAB 的理解(深化理解)第 1 步 探究分层设问，破解疑难1静电力做功与电势差有何关系？2公式 UABWABq 的适用范围？服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标
12、物理选修3-1 第 2 步 结论自我总结，素能培养1应用公式 WABqUAB 时的两点注意(1)WAB、UAB、q 均可正可负，WAB 为负值表示从 A 点移动到 B 点时静电力对电荷做负功，UAB 为负值表示 A0，电场力做正功；WAB0，AB；UAB0，AEB，点电荷q 在 A 点受的电场力比在 B 点受的电场力大，故 A 错误从 B 向 A 移动q，电场力做正功，电势能减小，即q 在 B 点电势能比在 A 点大，故 B 错误从 B 到 D 移动电荷量为q 的电荷，静电力做功 WBDqUBD.从 C 到 A 所做的功是WCAqUCA，因为 UBDUCA，故 WBDWCA，即 C 错误从 B
13、到 C 移动q，由于 UBC0，故对于正电荷，电场力做正功，WBCqUBC0，D 正确【答案】D服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 4如图 153 所示，是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的电势差大小为 2 V，有一个带电荷量为 q1.0108 C 的电荷，从 A 点沿不规则曲线路径移到 B 点，静电力做功为()A2.0108 JB2.0108 JC1.60107 JD4.0108 J图 153服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 【解析】由 WABqUAB 得 WAB1.01082 J2.0108 J，故选项 B 正
14、确【答案】B服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 静电场中常用的功能关系分析静电场中的功能变化关系时，常结合以下三点分析：(1)合力做功等于物体动能的变化量，即 W 合Ek.这里的 W合指合外力做的功(2)电场力做功决定物体电势能的变化量，即 WABEpAEpBEp.这与重力做功和重力势能变化之间的关系类似服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 (3)只有电场力做功时，带电体电势能与动能的总量不变，即Ep1Ek1Ep2Ek2.这与只有重力做功时，物体的机械能守恒类似服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 (多选)(2014保定高二检
15、测)如图 154 所示，绝缘的轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为 m 的带正电小球(小球与弹簧不拴接)，整个系统处在方向竖直向上的匀强电场中开始时，整个系统处于静止状态，现施加一外力 F，将小球向下压至某一位置，然后撤去外力，使小球从静止开始向上运动设小球从静止开始向上运动到离开弹簧的过程中，电场力对小球所做的功为 W1，小球克服重力所做的功为 W2，小球离开弹簧时的速度为 v.不计空气阻力，则在上述过程中()服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 图 154A小球与弹簧组成的系统机械能守恒B小球的重力势能增加了 W2C小球的电势能减少了 W1D小球的机械能增加了1
16、2mv2W2W1服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 【思路点拨】解答该题可借助功能关系【解析】上升过程中，电场力做正功，小球与弹簧组成的系统机械能增加，A 错；小球上升，重力做负功，重力势能增加，增加量等于小球克服重力所做的功 W2，B 对；电场力做正功，小球的电势能减少，减少量等于电场力对小球所做的功 W1，C对；小球的机械能的增加量为它增加的动能、重力势能之和12mv2W2，D 错【答案】BC服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 先看名师指津熟练掌握功能关系是解决这类问题的关键，几种常用功能关系如下：(1)电场力做的功等于电势能的减少量，表达式
17、：W电Ep；(2)重力做的功等于重力势能的减少量，表达式：WGEp；(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，即 W 弹Ep；服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 (4)合外力做的功等于物体动能的改变，表达式：W 合Ek；(动能定理)(5)除重力和系统内的弹力外其他力的合力做的功等于物体机械能的增加量，表达式：W 其他E.(功能原理)服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 再演练应用如图 155 中虚线所示为静电场中的等势面 1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3 的电势为 0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 a、b 点时
18、的动能分别为 26 eV 和 5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为8 eV 时，它的动能应为()A8 eV B13 eV C20 eV D34 eV图 155服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 【解析】由图可判断 b 点电势高于 a 点电势，设各等势面间电势差为 U，则由能量守恒，2Uq26 eVUq5 eV所以 Uq7 eV，所以，点电荷能量为，7 eV5 eV12 eV所以，当电势能为8 eV 时，动能为，12 eV(8)eV20 eV.【答案】C服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 服/务/教/师免/费/馈/赠 返回菜单新课标物理选修3-1 课时作业（五）点击图标进入
