还剩49页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
- 新教材适用2023_2024学年高中物理第9章静电场及其应用4静电的防止与利用课件新人教版必修第三册 课件 0 次下载
- 新教材适用2023_2024学年高中物理第10章静电场中的能量1电势能和电势课件新人教版必修第三册 课件 0 次下载
- 新教材适用2023_2024学年高中物理第10章静电场中的能量3电势差与电场强度的关系第1课时电势差与场强的基本关系课件新人教版必修第三册 课件 0 次下载
- 新教材适用2023_2024学年高中物理第10章静电场中的能量3电势差与电场强度的关系第2课时电势差与场强关系的应用电场中的图像问题课件新人教版必修第三册 课件 0 次下载
- 新教材适用2023_2024学年高中物理第10章静电场中的能量4电容器的电容第1课时电容器的电容课件新人教版必修第三册 课件 0 次下载
高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差多媒体教学ppt课件
展开
这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差多媒体教学ppt课件，共57页。PPT课件主要包含了电势差，目标体系构建，课前预习反馈，φA－φB，φB－φA，代数法，EpA－EpB，qφA－φB，电势相等的点组成的面，不做功等内容，欢迎下载使用。
1．了解电势差的内涵。知道电势差与零电势点的选择无关。2．掌握电势差的表达公式，知道正、负号与电势高低的对应关系。3．知道静电力做功与电势差的关系，会进行相关问题的计算。4．知道等势面的定义，明确电场线一定与等势面垂直。
1．定义电场中两点间电势的____________，也叫____________。2．关系式设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则：A、B两点之间的电势差为：UAB＝_______________。B、A两点之间的电势差可以表示为：UBA＝______________。所以UAB＝_________UBA。
3．电势差的正负电势差是____________，但有正、负。电势差的正、负表示两点间电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用_______________相加。『判一判』(1)电场中两点的电势越高，电势差越大。( )(2)UAB>0说明从A到B电势降低。( )(3)电势差有正负值，是矢量。( )
1．关系WAB＝qUAB或UAB＝_________。2．推导WAB＝_________________＝qφA－qφB＝_________________，即WAB＝qUAB。
『判一判』(4)WAB>0说明电荷从A点移到B点的过程中静电力做正功。( )(5)若UAB>0，则电场对电荷q做的功WAB>0。( )(6)公式WAB＝qUAB适用于任何电场，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，对于静电力是变力时，也同样适用。( )
『选一选』(2023·天津静海一中高二阶段测试)关于电势差的描述，正确的是( )A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B．电势差是标量，没有正值和负值之分C．由于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．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改变，所以UAB＝UBA
解析：在同一电场中，电势差与零电势点的选取无关，与移动电荷的路径也无关，只跟这两点的位置有关，A错误，C正确；电势差是标量，但有正、负值之分，且满足UAB＝ －UBA，B、D错误。故选C。
1．定义在电场中，____________________________________叫作等势面。2．等势面特点(1)等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力_______________。(2)等势面一定跟电场线____________，而且电场线总是由电势较高的等势面指向__________________的等势面。
『判一判』(7)同一等势面上各点的电势和电场强度都相同。( )(8)等势面与电场线一定相互垂直。( )
『想一想』图中是电荷及物体周围的电场线和等势面的分布图，我们会发现图中等势面都不相交。为什么等势面不相交呢？解析：不同等势面电势不相等，若两等势面相交，则在交点处电势就有两个值，这与实际相矛盾，所以两等势面不相交。
要点提炼1.关于电势差的四点说明(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荷量、静电力做功的大小无关。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。
(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。
2．电势差与电势的比较
典例剖析 (2023·湖南长沙长郡中学高一下期末)如图所示，在匀强电场中，将电荷量为－6×10－6 C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了－2.4×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行。
(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为多少？(2)如果规定B点的电势为0，则A点和C点的电势分别为多少？
答案：(1)4 V －2 V (2)4 V 2 V
(多选)如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6 C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能增加了10－5 J，已知A点的电势为－10 V，则以下判断正确的是( )A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C．B点电势为零D．B点电势为－20 V
静电力做功与电势差的关系
要点提炼1.静电力做功问题的解题方法
2.带电体只在静电力作用下的能量转化规律(1)从动能定理角度考虑，带电体动能的变化量等于静电力对它做的功。(2)从静电力做功与带电体的电势能变化的关系考虑，带电体的电势能的减少量等于静电力对它做的功。(3)从能量守恒角度考虑，带电体动能的增加量等于它的电势能的减少量。
典例剖析 如图所示，一个质子的电荷量e＝1.6×10－19 C，在某一静电场中将质子从A点经C点移到B点，电场力做功8×10－17 J，在质子从B点经D点回到A点的过程中，电场力做功为_______________J。如果A点的电势为零，则B点的电势φB＝__________________ V。
解析：根据题意，将质子从A点经C点移到B点，电场力做功8× 10－17 J，电场力做正功，可知质子从B点经D点回到A点过程中电场力做负功，又因为电场力做功只与初、末位置有关，所以电场力做功为 －8×10－17 J；由WAB＝qUAB，得UAB＝500 V，由UAB＝φA－φB可知，若A点的电势为零，则B点的电势φB＝－500 V。
(2023·广西南宁三中高二开学考试)如果在某电场中将电荷量为5.0×10－4 C的正电荷，仅在电场力作用下由A点移到B点，静电场力做功为2.0×10－3 J，则( )A．电荷在B点的动能比在A点的动能小2.0×10－3 JB．电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.0×10－3 JC．A、B两点间电势差为－4 VD．若在A、B两点间移动一个q＝1.0×10－4 C负电荷，则静电力做功4.0×10－4 J
要点提炼1.等势面的特点(1)在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功。(2)在空间中两等势面不相交。(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。(5)等势面是为描述电场的性质而假想的面。(6)等势面的分布与零电势点的选取无关。
(1)已知等势面的情况时，可作等势面的垂线来确定电场线，并由“电势降低”的方向确定电场线方向。(2)已知电场线时，可作电场线的垂线来确定等势面，并由“沿电场线方向电势降低”确定等势面的电势高低。
典例剖析 (多选)(2022·北京市中关村中学高二上学期期中)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有( )A．粒子带负电荷B．粒子的加速度先不变，后变小C．粒子的速度不断增大D．粒子的电势能先减小，后增大
思路引导：根据电场线与等势面垂直的特点，判断出电场线的大致方向是解决该类问题的关键。解析：根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，粒子在静电力的作用下轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，可以说明静电力指向轨迹内侧，与电场强度方向相反，所以粒子带负电，选项A正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场先是匀强电场，后是非匀强电场，即静电力先不变，后变小，粒子的加速度先不变，后变小，选项B正确；从A到B静电力做负功，所以粒子的速度减小，选项C错误；静电力始终做负功，由功能关系可知，粒子的电势能始终增大，所以选项D错误。
1．静电力做功的多种求解方法
2.应用公式WAB＝qUAB时的两点注意(1)公式WAB＝qUAB适用于任何电场，其中UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是静电力做的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功。(2)WAB、UAB、q均可正可负，WAB取负号表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功，UAB取负号表示φA<φB，q取负号表示试探电荷为负电荷。
如图所示，固定于同一条竖直直线上的A、B是两个等量异种点电荷，电荷量分别为＋Q和－Q，A、B 相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电荷量为＋q(可视为点电荷，不影响电场的分布)，现将小球p从与点电荷A等高的C点由静止开始释放，小球p向下运动到与C点距离为d的O点时，速度为v。已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g(重力不可以忽略)。求：
(1)C、O间的电势差UCO；(2)O点处的电场强度E的大小；(3)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度大小。
2．在一条电场线上有A、B、C三点，把一个正电荷q＝3×10－6 C，从A点移到B点，电场力做功6×10－6 J，从B点移到C点克服电场力做功7.5×10－6J，在A、B、C三点中，电势最高和最低的点分别是( )A．B点和A点 B．A点和C点C．B点和C点D．C点和B点
3．在电场中有A、B两点，它们的电势分别为φA＝－100 V，φB＝200 V，把电荷量q＝－3.0×10－7 C的电荷从A点移到B点，求静电力做的功。答案：9.0×10－5 J
解析：解法一：用WAB＝－ΔEp计算。电荷在A、B两点的电势能分别为EpA＝qφA＝(－3.0×10－7)× (－100) J＝3.0×10－5 J，EpB＝qφB＝(－3.0×10－7)×200 J＝－6.0×10－5 J。根据WAB＝－ΔEp，电荷从A→B的过程中静电力所做的功WAB＝ －(EpB－EpA)＝9.0×10－5 J。解法二：用WAB＝qUAB计算。电荷从A→B的过程中，静电力做的功WAB＝qUAB＝q(φA－φB)＝(－3.0×10－7)×[(－100)－200] J＝9.0× 10－5 J。
二、等势面4．(多选)(2022·福建漳州一中高二上学期期中)如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C的正电荷从A到B静电力做功W1，从B到C静电力做功W2，从C到D静电力做功W3，若从A直接到D静电力做功W4，则( )A．W1＝3.2×10－8 JB．W2＝1.6×10－8 JC．W3＝3.2×10－8 JD．W4＝－4.8×10－8 J
解析：静电力做功与电荷运动的路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关。从A到B，静电力对电荷做的功为W1＝qUAB＝q(φA－φB)＝1.6×10－9×(－40＋20) J＝－3.2×10－8 J，选项A错误；同理可得选项B、D正确，C错误。
5．(2023·北京房山一模)一个带电粒子(不计重力)射入一点电荷的电场中，粒子运动的轨迹如图实线abc所示，图中虚线是同心圆弧，表示电场中的等势面，下列判断正确的是( )A．粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能B．粒子在b点的速率一定大于在a点的速率C．粒子在a点和c点的动能相等D．粒子在b点所受的电场力小于在a点所受的电场力
1．了解电势差的内涵。知道电势差与零电势点的选择无关。2．掌握电势差的表达公式，知道正、负号与电势高低的对应关系。3．知道静电力做功与电势差的关系，会进行相关问题的计算。4．知道等势面的定义，明确电场线一定与等势面垂直。
1．定义电场中两点间电势的____________，也叫____________。2．关系式设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则：A、B两点之间的电势差为：UAB＝_______________。B、A两点之间的电势差可以表示为：UBA＝______________。所以UAB＝_________UBA。
3．电势差的正负电势差是____________，但有正、负。电势差的正、负表示两点间电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用_______________相加。『判一判』(1)电场中两点的电势越高，电势差越大。( )(2)UAB>0说明从A到B电势降低。( )(3)电势差有正负值，是矢量。( )
1．关系WAB＝qUAB或UAB＝_________。2．推导WAB＝_________________＝qφA－qφB＝_________________，即WAB＝qUAB。
『判一判』(4)WAB>0说明电荷从A点移到B点的过程中静电力做正功。( )(5)若UAB>0，则电场对电荷q做的功WAB>0。( )(6)公式WAB＝qUAB适用于任何电场，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，对于静电力是变力时，也同样适用。( )
『选一选』(2023·天津静海一中高二阶段测试)关于电势差的描述，正确的是( )A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B．电势差是标量，没有正值和负值之分C．由于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．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改变，所以UAB＝UBA
解析：在同一电场中，电势差与零电势点的选取无关，与移动电荷的路径也无关，只跟这两点的位置有关，A错误，C正确；电势差是标量，但有正、负值之分，且满足UAB＝ －UBA，B、D错误。故选C。
1．定义在电场中，____________________________________叫作等势面。2．等势面特点(1)等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力_______________。(2)等势面一定跟电场线____________，而且电场线总是由电势较高的等势面指向__________________的等势面。
『判一判』(7)同一等势面上各点的电势和电场强度都相同。( )(8)等势面与电场线一定相互垂直。( )
『想一想』图中是电荷及物体周围的电场线和等势面的分布图，我们会发现图中等势面都不相交。为什么等势面不相交呢？解析：不同等势面电势不相等，若两等势面相交，则在交点处电势就有两个值，这与实际相矛盾，所以两等势面不相交。
要点提炼1.关于电势差的四点说明(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荷量、静电力做功的大小无关。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。
(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。
2．电势差与电势的比较
典例剖析 (2023·湖南长沙长郡中学高一下期末)如图所示，在匀强电场中，将电荷量为－6×10－6 C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了－2.4×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行。
(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为多少？(2)如果规定B点的电势为0，则A点和C点的电势分别为多少？
答案：(1)4 V －2 V (2)4 V 2 V
(多选)如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6 C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能增加了10－5 J，已知A点的电势为－10 V，则以下判断正确的是( )A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C．B点电势为零D．B点电势为－20 V
静电力做功与电势差的关系
要点提炼1.静电力做功问题的解题方法
2.带电体只在静电力作用下的能量转化规律(1)从动能定理角度考虑，带电体动能的变化量等于静电力对它做的功。(2)从静电力做功与带电体的电势能变化的关系考虑，带电体的电势能的减少量等于静电力对它做的功。(3)从能量守恒角度考虑，带电体动能的增加量等于它的电势能的减少量。
典例剖析 如图所示，一个质子的电荷量e＝1.6×10－19 C，在某一静电场中将质子从A点经C点移到B点，电场力做功8×10－17 J，在质子从B点经D点回到A点的过程中，电场力做功为_______________J。如果A点的电势为零，则B点的电势φB＝__________________ V。
解析：根据题意，将质子从A点经C点移到B点，电场力做功8× 10－17 J，电场力做正功，可知质子从B点经D点回到A点过程中电场力做负功，又因为电场力做功只与初、末位置有关，所以电场力做功为 －8×10－17 J；由WAB＝qUAB，得UAB＝500 V，由UAB＝φA－φB可知，若A点的电势为零，则B点的电势φB＝－500 V。
(2023·广西南宁三中高二开学考试)如果在某电场中将电荷量为5.0×10－4 C的正电荷，仅在电场力作用下由A点移到B点，静电场力做功为2.0×10－3 J，则( )A．电荷在B点的动能比在A点的动能小2.0×10－3 JB．电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.0×10－3 JC．A、B两点间电势差为－4 VD．若在A、B两点间移动一个q＝1.0×10－4 C负电荷，则静电力做功4.0×10－4 J
要点提炼1.等势面的特点(1)在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功。(2)在空间中两等势面不相交。(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。(5)等势面是为描述电场的性质而假想的面。(6)等势面的分布与零电势点的选取无关。
(1)已知等势面的情况时，可作等势面的垂线来确定电场线，并由“电势降低”的方向确定电场线方向。(2)已知电场线时，可作电场线的垂线来确定等势面，并由“沿电场线方向电势降低”确定等势面的电势高低。
典例剖析 (多选)(2022·北京市中关村中学高二上学期期中)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有( )A．粒子带负电荷B．粒子的加速度先不变，后变小C．粒子的速度不断增大D．粒子的电势能先减小，后增大
思路引导：根据电场线与等势面垂直的特点，判断出电场线的大致方向是解决该类问题的关键。解析：根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，粒子在静电力的作用下轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，可以说明静电力指向轨迹内侧，与电场强度方向相反，所以粒子带负电，选项A正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场先是匀强电场，后是非匀强电场，即静电力先不变，后变小，粒子的加速度先不变，后变小，选项B正确；从A到B静电力做负功，所以粒子的速度减小，选项C错误；静电力始终做负功，由功能关系可知，粒子的电势能始终增大，所以选项D错误。
1．静电力做功的多种求解方法
2.应用公式WAB＝qUAB时的两点注意(1)公式WAB＝qUAB适用于任何电场，其中UAB为电场中A、B两点间的电势差，WAB仅是静电力做的功，不包括从A到B移动电荷时，其他力所做的功。(2)WAB、UAB、q均可正可负，WAB取负号表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功，UAB取负号表示φA<φB，q取负号表示试探电荷为负电荷。
如图所示，固定于同一条竖直直线上的A、B是两个等量异种点电荷，电荷量分别为＋Q和－Q，A、B 相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电荷量为＋q(可视为点电荷，不影响电场的分布)，现将小球p从与点电荷A等高的C点由静止开始释放，小球p向下运动到与C点距离为d的O点时，速度为v。已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g(重力不可以忽略)。求：
(1)C、O间的电势差UCO；(2)O点处的电场强度E的大小；(3)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度大小。
2．在一条电场线上有A、B、C三点，把一个正电荷q＝3×10－6 C，从A点移到B点，电场力做功6×10－6 J，从B点移到C点克服电场力做功7.5×10－6J，在A、B、C三点中，电势最高和最低的点分别是( )A．B点和A点 B．A点和C点C．B点和C点D．C点和B点
3．在电场中有A、B两点，它们的电势分别为φA＝－100 V，φB＝200 V，把电荷量q＝－3.0×10－7 C的电荷从A点移到B点，求静电力做的功。答案：9.0×10－5 J
解析：解法一：用WAB＝－ΔEp计算。电荷在A、B两点的电势能分别为EpA＝qφA＝(－3.0×10－7)× (－100) J＝3.0×10－5 J，EpB＝qφB＝(－3.0×10－7)×200 J＝－6.0×10－5 J。根据WAB＝－ΔEp，电荷从A→B的过程中静电力所做的功WAB＝ －(EpB－EpA)＝9.0×10－5 J。解法二：用WAB＝qUAB计算。电荷从A→B的过程中，静电力做的功WAB＝qUAB＝q(φA－φB)＝(－3.0×10－7)×[(－100)－200] J＝9.0× 10－5 J。
二、等势面4．(多选)(2022·福建漳州一中高二上学期期中)如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C的正电荷从A到B静电力做功W1，从B到C静电力做功W2，从C到D静电力做功W3，若从A直接到D静电力做功W4，则( )A．W1＝3.2×10－8 JB．W2＝1.6×10－8 JC．W3＝3.2×10－8 JD．W4＝－4.8×10－8 J
解析：静电力做功与电荷运动的路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关。从A到B，静电力对电荷做的功为W1＝qUAB＝q(φA－φB)＝1.6×10－9×(－40＋20) J＝－3.2×10－8 J，选项A错误；同理可得选项B、D正确，C错误。
5．(2023·北京房山一模)一个带电粒子(不计重力)射入一点电荷的电场中，粒子运动的轨迹如图实线abc所示，图中虚线是同心圆弧，表示电场中的等势面，下列判断正确的是( )A．粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能B．粒子在b点的速率一定大于在a点的速率C．粒子在a点和c点的动能相等D．粒子在b点所受的电场力小于在a点所受的电场力
相关课件
高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量3 电势差与电场强度的关系多媒体教学ppt课件： 这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量3 电势差与电场强度的关系多媒体教学ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课内互动探究，探究，典例剖析，探究等内容，欢迎下载使用。
人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系备课课件ppt： 这是一份人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系备课课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课前预习反馈，电场强度，沿电场方向的距离，电势差，电场强度方向，伏每米Vm，匀强电场，课内互动探究，探究等内容，欢迎下载使用。
高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差课前预习ppt课件： 这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差课前预习ppt课件，共56页。PPT课件主要包含了课前自主预习，电势差，φA－φB，φB－φA，－UBA，代数法，微思考，EpA－EpB，qUAB，电场力等内容，欢迎下载使用。
