高中粤教版 (2019)第五节 电势差及其与电场强度的关系多媒体教学课件ppt

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必备知识·自主预习储备
知识点一　电势差1．定义：电场中两点间电势的______叫作电势差，也叫______ ，用符号__表示。2．公式：设电场中点A的电势为φA ，点B的电势为 φB ，则A、B两点之间的电势差为：UAB＝ ________ 。B、A两点之间的电势差为：UBA＝ ________ 。
3．电势差的正负：电势差是标量，但有正负。电势差的正负表示两点电势的高低。4．电势差的单位：在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为____，符号是V。
知识点二　电势差与电场强度的关系1．关系：在匀强电场中任意两点之间的电势差等于____与这两点__________的距离的乘积。2．关系式：U＝Ed。3．适用条件：____电场，d是沿________两点间的距离。
2．填空某一电场的电场线和等势面如图所示，已知φa＝5 V，φc＝3 V，ab＝bc，则b点电势为φb＝____。
关键能力·情境探究达成
考点1　电势差与静电力做功的关系
考点2　匀强电场中电势差与电场强度的关系
如图所示，B、C、D三点处在同一等势面上，沿A→B、A→C、A→D电势是升高还是降低？哪个方向电势降低最快？
[提示]　沿A→B、A→C、A→D三个方向电势都降低，且电势下降的值相等。但AC沿电场线方向，距离最短，单位长度上电势下降最大，即电势降低最快。
考点1　电势差与静电力做功的关系1．电势差的“两性”(1)标量性：电势差是标量，但有正、负之分，其正负表示两点电势的高低，可表示为UAB＝－UBA，电势差的大小叫电压，U＝|UAB|＝|UBA|。(2)绝对性：电场中两点间的电势差只与两点的位置有关，与电势零点的选取无关，只要两点的位置是确定的，两点间的电势差就是确定值。
【典例1】　把带电荷量2×10-8 C的正点电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功8×10-6 J，若把该电荷从无限远处移到电场中的B点，需克服静电力做功2×10-6 J，取无限远处电势为零。求：(1)A点的电势；(2)A、B两点的电势差；(3)若把2×10-5 C的负电荷由A点移动到B点，静电力做的功。
思路点拨：(1)一般选大地或无限远处为零电势点。(2)克服电场力做功就是做负功。
求解静电力做功的常用方法(1)功的定义法：W＝qEd，仅适用于匀强电场，公式中d表示始末位置沿电场线方向的距离。(2)电势差法：WAB＝qUAB，既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场，计算时要注意带正负号运算。(3)电势能变化法：WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB，适用于任何电场。(4)动能定理法：W静电力＋W其他力＝ΔEk，适用于任何电场。
[跟进训练]1．(多选)下面关于电势、电势差和电势能的关系的说法中，正确的是(　　)A．电荷在某点的电势能越大，该点的电势越高B．在电场中的两点之间移动电荷，电场力做功越多，这两点的电势差越大C．由于电势零点的选取是任意的，所以电场中两点间的电势差也是不确定的D．电场中A点电势比B点电势高1 V，则电荷量为10-2 C的正电荷从A移到B电势能减少了10-2 J
考点2　匀强电场中电势差与电场强度的关系1．电势差与电场强度的区别与联系
[跟进训练]2．如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体。这种现象叫作空气的“击穿”。已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5 kV，阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到2.5×104 V/m时，空气就有可能被击穿。探究：乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离至少为多少？
学习效果·随堂评估自测
2．如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为(　　)A．UOP＝－10sin θ(V)B．UOP＝10sin θ(V)C．UOP＝－10cs θ(V)D．UOP＝10cs θ(V)
A　[由题图可知匀强电场的方向是沿y轴负方向的。沿着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点的电势，O、P两点的电势差UOP为负值。根据电势差与场强的关系UOP＝－Ed＝－E·R sin θ＝－10sin θ(V)，故A正确。]
3．如图所示，三角形ABC所在平面与匀强电场方向平行，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20 cm。把一个电荷量q＝1×10-5 C的正电荷从A点移到B点，静电力做的功为零；从B点移到C点，静电力做的功为－1.73×10-3 J，则该匀强电场的电场强度大小和方向是(　　)A．865 V/m，垂直AC向左B．865 V/m，垂直AC向右C．1 000 V/m，垂直AB斜向上D．1 000 V/m，垂直AB斜向下