1、 5电势差 5电势差 5电势差 教学目标 教学目标1理解电势差是描述电场的能的性质的物理量2知道电势差与电势零点的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算3知道电势与电势差的关系5电势差 重点难点 【重点】(1)电势差的概念(2)静电力做功公式的推导和该公式的具体应用【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重点难点5电势差 教学建议 教学建议通过电场力做功来引入电势差的概念，可增强知识的可感知性，有助于学生的理解在学习电势差的表达式和定义式时，应该注意下标的使用规则和正负号表示的物理意义在教学过程中，应从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合，加强学生自身知识的再更新能力
2、，这样使学生在已有知识基础上逐步理解，能帮助学生真正掌握电势差的概念.5电势差 新课导入 新课导入【导入一】物理学家牛顿说：“如果说我比别人看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上”这句话的意思不言而喻，也一直并将继续启迪后人这里我们要讨论的是这句话的物理道理假如牛顿真的站在了一个巨人的肩膀上，这个巨人的肩膀越高，牛顿所处的高度就越大，但牛顿的头顶到脚的高度差(身高)却保持不变同样的道理，选择不同的位置作零电势点，电场中同一点的电势不同，但两点之间的数值之差(电势差)不变因此，在物理学中，研究电势差更有实际意义5电势差 新课导入【导入二】教师幻灯片出示下面习题某电场的等势面如图所示，试画出电场线的
3、大致分布5电势差 新课导入 若以C点为零电势点，则A点的电势为多少？D点的电势为多少？A、D两点的电势相差多少？若以B点为零电势点，则A点的电势为多少？D点的电势为多少？A、D两点的电势相差多少？教师巡视学生完成习题，提问：分别选C点和B点为零电势点，得到的A、D两点的电势相差的值是什么关系？学生：相同教师：由此你可以得出什么结论来？学生：这个差值与零电势点的选取无关教师：这个差值我们就叫它电势差，这节课我们就来研究这一物理量.5电势差 知识必备 知识必备 知识点一 电势差 1 定 义：电 场 中 两 点 间 _ 叫 作 电 势 差，也 叫_ 2公式：_ 3单位：_，符号：_ 4电势差是_，但
4、有正负，其正负表示两点间电势的高低电势的差值 电压 伏特 标量 VUABAB5电势差 知识必备 知识点二 电势差与静电力做功的关系1公式：UAB_2UAB 在数值上等于_电荷由 A 点移到 B 点时静电力所做的功 WAB.单位正 WABq5电势差 学习互动 考点一 电势差的理解与计算 想一想 电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？学习互动5电势差 学习互动 要点总结 1电势差反映了电场的能的性质，与带电粒子无关 2电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示两点电势的高低，且
5、UABUBA，与零电势点选择无关例1 (多选)下列说法正确的是()A电势差与电势都具有相对性，与零电势点位置的选取有关B电势差是标量，但是正值和负值意义不同C因为静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D电场中两点A、B之间的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UABUBA5电势差 学习互动 5电势差 学习互动 BC 解析 电势具有相对性，电场中各点的电势与零电势点的选择有关而电势差是标量，有正、负之分，但大小与零电势点的选择无关故 A 错误，B 正确由于UABAB，UBA B A 故 UABUBA，故 D 错误电势差为电场中两点电势之差
6、，与移动电荷的路径无关，故C 正确 考点二 电势差与静电力做功想一想 UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？静电力做功有哪些表示形式？5电势差 学习互动 要点总结1在匀强电场中，因为静电力是恒力，所以可以用WqExcos 来计算静电力做的功，也可以用公式WABqUAB来计算静电力做的功2在非匀强电场中，用WABqUAB来计算静电力做的功在使用此公式时，为简单起见，电荷量q和电势差UAB建议代入符号计算5电势差 学习互动 5电势差 学习互动 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4.0107 J.
7、(1)A、B 间，B、C 间，A、C 间的电势差各是多大？(2)把1.5109 C 的电荷从 A 点移到 C 点，静电力做多少功？5电势差 学习互动(1)75 V 200 V 125 V(2)1.875107 J解析(1)由 UWq 可得A、B 间的电势差 UABWABq 1.51072.0109 V75 VB、C 间的电势差 UBCWBCq 4.01072.0109 V200 VA、C 间的电势差 UACWACq 2.51072.0109 V125 V.(2)把1.5109 C 的电荷从 A 点移到 C 点，静电力做功WACqUAC125(1.5109)J1.875107 J.5电势差 学习
8、互动 例 3如图 1-5-1 所示，在正点电荷 Q 的电场中有 a、b 两点，它们到点电荷 Q 的距离分别为 r1、r2，r1b，Uab0，当把负电荷从 a 点移到 b 点时，WabqUab M0C NM0D MN05电势差 备用习题 解析 C 因为取无限远处为零电势点，即 0，对正电荷有 WMqUMq(M)qM，则 MWMq 6109 Jq；对负电荷有 WNqUNq(N0)qN，则 NWN8q 7109 Jq.所以 NM0，选项 C 正确5电势差 备用习题 4图是一匀强电场，已知场强大小为 E2102 N/C，现让一个电荷量为 q4108 C 的电荷沿场强方向从 M 点移到 N点，M、N 间
9、的距离为 l30 cm.试求：(1)电荷从 M 点移到 N 点电势能的变化；(2)M、N 两点间的电势差5电势差 备用习题 答案(1)电势能增加了 2.4106 J(2)60 V解析(1)负电荷在该电场中所受的静电力 F 为恒力，方向向左，因此从 M 点移到 N 点，电荷克服静电力做功，电势能增加，增加的电势能 Ep 等于电荷克服静电力做的功 W.电荷克服静电力做功 WqEl410821020.3 J2.4106 J，故电势能增加了 2.4106 J.(2)M、N 两点间的电势差为 UMNWMNq 2.41064108V60V，即 M、N 两点间的电势差为 60 V.5电势差 备用习题 5在如
10、图所示的电场中，把带电荷量为 q31011 C 的点电荷由 A 点移到 B 点，点电荷克服静电力做的功为 W91011 J求：(1)A、B 两点间的电势差 UAB 等于多少？(2)B、A 两点间的电势差 UBA 等于多少？5电势差 备用习题 答案(1)3 V(2)3 V解析(1)点电荷从 A 点运动到 B 点的过程中，克服静电力做功，即静电力做负功，则 WAB91011 J由电势差的定义得UABWABq 9101131011V3 V.(2)UBAUAB3 V.5电势差 自我检测 自我检测1(电势差、静电力做功的理解)(多选)关于电势差和静电力做功的说法中，正确的是()A电势差的大小由静电力在两
11、点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B静电力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C电势差是矢量，静电力做的功是标量D在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零BD 解析 电势差表征电场的能的性质，与检验电荷无关，选项A错误；由WqU可知，选项B正确；电势差和静电力做的功都是标量，选项C错误；匀强电场中与电场线垂直方向上为一等势面，两点的电势差为0，选项D正确5电势差 自我检测 5电势差 自我检测 2(电势差、电势的理解)(多选)关于电势差 UAB 和电势A、B 的理解，正确的是()AUAB 表示 B 点与 A 点之间的电势差，即 UABBABUAB 和 UB
12、A 是不同的，它们有关系 UABUBACA、B 都有正负，所以电势是矢量D零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点5电势差 自我检测 BD 解析 UAB 表示 A、B 两点之间的电势差，即UAB AB，选项 A 错误，B 正确；电势、电势差都是标量，常常规定大地和无穷远处为零电势点，选项C 错误，D 正确5电势差 自我检测 3(UAB和WAB的理解)关于UABWABq 和WABqUAB的理解，正确的是()A电场中的 A、B 两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量 q 成反比B在电场中 A、B 两点间沿不同路径移动相同电荷，路径长时 WAB 较大CUAB 与 q、WAB
13、无关，甚至与是否移动电荷都没有关系DWAB 与 q、UAB 无关，与电荷移动的路径无关 5电势差 自我检测 C 解析 UABWABq 是比值法的量度式，UAB 由电场自身决定，选项 A 错误，C 正确；由 WABqUAB 可知WAB 与 q、UAB 有关，与电荷移动的路径无关，选项 B、D 错误 5电势差 自我检测 4(静电力做功的计算)如图 1-5-2 所示，在同一条电场线上有 A、B、C 三点，三点的电势分别是 A5 V，B2 V，C0，将电荷量 q6106 C 的点电荷从 A 移到 B.(1)静电力做功多少？电势能变化了多少？(2)若将该点电荷从 B 移到 C，静电力做功多少？电势能变化了多少？(3)该点电荷在三点中哪一点时电势能最大，最大是多少？图 1-5-2 5电势差 自我检测(1)4.2105 J 电势能增加了 4.2105 J(2)1.2105 J 电势能减少了 1.2105 J(3)B 处电势能最大，1.2105 J解析(1)将点电荷从 A 移到 B，静电力做功 WABqUABq(AB)4.2105 J由静电力做功 WABEpAEpB，电势能增加了4.2105 J.(2)将点电荷从 B 移到 C，静电力做功 WBC q(BC)1.2105 J静电力做正功，电势能减少了 1.2105 J.(3)由 Epq，该点电荷在 B 处电势能最大，EpBqB1.2105 J.