高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场5 电势差评课ppt课件
展开1.定义:电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压.2.公式:UAB=φA-φB,UBA=φB-φA,UAB=-UBA.3.单位:伏特,符号是V.
4.理解电势差的注意事项(1)电势差是表示电场能的性质的物理量,只由电场本身的性质决定.电场中电势是相对的,而电势差是绝对的,与零电势的选取无关;(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,而B、A间的电势差记为UBA,且UAB=-UBA;(3)电势差是标量,但电势差有正、负之分,且电势差的正、负表示电场中两点电势的高低,如UAB=-6 V,表示A点的电势比B点的电势低6 V.
电势可以和高度类比,电势差可以和高度差类比.注意体会类比法的运用.
5.电势差与电势的区别和联系
电势差等于两点的电势之差,反过来,某点电势也可看成该点与零电势点的电势差,φA=UAO,φO=0.
3.电场力做功在电场中A、B两点间移动电荷时,电场力做的功等于电荷量与两点间电势差的乘积,即WAB=qUAB.(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仅是电场力做的功,不包括从A到B移动电荷时,其他力所做的功.(2)静电力做功与路径无关,只与初、末位置的电势差有关.
(3)公式WAB=qUAB中各量均有正负,计算时W与U的角标要对应,即WAB=qUAB,WBA=qUBA.另外,计算时各量也可用绝对值代入,而功的正负可借助于力与移动方向间的关系确定.
静电力做功的计算方法:(1)根据电势能的变化与静电力做功的关系计算:静电力做了多少功,就有多少电势能和其他形式的能发生相互转化.(2)应用公式WAB=qUAB计算,可求变力做功.(3)应用功的定义式求解匀强电场中静电力做的功W=qEscsθ.注意:此法只适用于匀强电场.(4)由动能定理求解静电力做的功W电+W其他=ΔEk.即若已知动能的改变量和其他力做功的情况,就可由上述式子求解静电力做的功.
有一带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6×10-4 J,从B点移到C点时电场力做功9×10-4 J.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?
(2)若φB=0,由UAB=φA-φB得,φA=UAB=200 V由UBC=φB-φC得,φC=φB-UBC=0-(-300) V=300 V电荷在A点的电势能EpA=qφA=-3×10-6×200 J=-6×10-4 J,电荷在C点的电势能EpC=qφC=-3×10-6×300 J=-9×10-4 J.【答案】 (1)200 V -300 V 100 V(2)200 V 300 V -6×10-4 J -9×10-4 J
电场中A、B两点的电势分别为800 V、-200 V.一个电荷量为2×10-8 C的点电荷,由A运动到B,静电力做了多少功?电荷的电势能发生了怎样的变化?
解析:答案:2×10-5 J 减少2×10-5 J
【方法总结】此类问题往往涉及的力学规律较多,首先分析带电粒子受力情况,然后再分析各力做功情况及电势能、动能的变化,用动能定理求解,但要注意变力做功不能直接用W=Flcsα计算.
1.下列说法正确的是( )A.A、B两点的电势差,等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功B.电势差是一个标量,但是有正值或负值之分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,不随着零电势面的不同而改变,所以UAB=UBA
3.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10-9 C,在静电场中由a点移动到b点.在这个过程中,除静电力外,其他外力做的功为6.0×10-5 J,质点的动能增加了8.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差Uab为( )A.1×104 V B.-1×104 VC.4×104 V D.-7×104V
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