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高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量2 电势差背景图ppt课件
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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2 电势差背景图ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了电势差，知识点一电势差，答案不变，φA-φB，φB-φA，qUAB，知识点二等势面，探究一电势差，答案B，答案D等内容，欢迎下载使用。
答案:影响静电力做功的因素是A、B两点之间的电势的差值.
1.若选择不同的位置作为零电势点,电场中某点电势的数值会改变,但电场中某两点之间电势的差值会变化吗?
2.某个电荷在确定的电场中从A点移动到B点,影响静电力做功的因素是A点和B点的电势能,还是A、B两点之间的电势的差值?
1.等势面:在电场中, 相同的各点构成的面
答案:电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.
2.为什么在同一个等势面上移动电荷时,静电力不做功?
答案:因为在同一个等势面上,任何两点的电势都相等,即任何两点之间的电势差是0,根据静电力做功与电势差的关系式WAB=qUAB可知,在同一个等势面上移动电荷时,静电力不做功.
3.等势面与电场线有什么关系?
如图所示,在一个电场强度为E的匀强电场中,若选B点的电势为0,则A点的电势为φA=8 V,C点的电势为φC=-4 V,某个电荷量为q的正电荷从A点移动到B点.
1.A、B两点之间的电势差UAB是多少?B、A两点之间的电势差UBA是多少?UAB和UBA有什么关系?
答案: A、B两点之间的电势差UAB=φA-φB=8 V,B、A两点之间的电势差UBA=φB-φA=-8 V,UAB和UBA的关系为UAB=-UBA.
2.若取C点为零电势点,则UAB是多少?φA、φB各是多少?
答案:UAB=8 V,φA=12 V,φB=4 V.
3.选取不同的位置作为零电势点,电场中某点的电势会变吗?某两点间的电势差会变吗?
答案:某点的电势会变,两点之间的电势差不变.
4.试推导静电力做的功WAB与A、B两点之间电势差UAB的关系.
1.对电势差的几点认识.(1)必须明确是哪两点间的电势差,如A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA,而UAB=-UBA.(2)电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关.(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电势的高低.例如,当A点电势比B 点电势高时,UAB为正值,UBA则为负值.
2.电势与电势差的对比.
【典例1】下列关于电势差的说法正确的是( )A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,静电力所做的功B.1 C正电荷从电场中一点移动到另一点,如果静电力做了1 J的功,这两点间的电势差就是1 VC.在两点间移动电荷时,静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D.两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电荷量成反比
地图中常用等高线来表示地势的高低.与此相似,在电场的图示中,常用等势面来表示电势的高低.如图是两种电场的等势面和电场线.每幅图中,两个相邻的等势面间的电势差是相等的.
乙 带等量异种电荷的平行板
1.为什么等势面一定跟电场线垂直?在同一等势面上任何两点间移动电荷时,静电力做功有什么特点?
答案:反证法:假如电场线与等势面不垂直,电场强度就有一个沿着等势面的分量,在等势面上移动电荷时静电力就要做功,电荷的电势能就要发生变化,这与这个面是等势面相矛盾.在同一等势面上稳动电荷时,静电力不做功.
2.等势面和电场线都可以用来描绘电场,请分析等势面如何描述电场的强弱和方向?
答案:(1)等差等势面密的地方,电场较强;等差等势面疏的地方,电场较弱;等差等势面均匀分布的电场是匀强电场;由等差等势面的疏密可以定性确定电场的强弱.(2)由于沿着电场线的方向,电势越来越低,所以电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面.
1.等势面的特点.(1)等势面是为描述电场而假想的面,实际上并不存在.(2)在等势面上移动电荷,静电力不做功.(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)在空间中两等势面不相交.
2.两种常见电场的等势面.(1)等量异种电荷电场的等势面:左右对称,过两点电荷连线中点的中垂面是一个等势面,如图甲中虚线所示.
(2)等量同种电荷电场的等势面:左右对称,以正电荷为例,如图乙中虚线所示.
【典例3】(多选)如图所示,在一负点电荷形成的电场中,有A、B、C三点,它们到点电荷的距离为rA
解析:由负点电荷形成的电场中的电场线和等势面的分布知选项A错误,选项B正确;因φC>φA,同一负电荷在电势低处电势能大,选项C错误;因UAB=UBC,据W=qU知 WAB=WBC,选项D正确.
1.(多选)下列各物理量中,与试探电荷无关的量是( )A.电场强度E B.电势φC.电势差U D.静电力做的功
2.在电场中把电荷量为2.0×10-9 C的正电荷从A点移到B点,静电力做功1.5×10-7 J,则A、B两点电势差为( )A.3×10-16 V B.30 VC.75 V D.7.5×10-16 V
3.图中的平行直线表示一簇等势面.一个所带电荷量为-5.0×10-8 C的点电荷,沿图中曲线从A点移到B点,静电力做的功为( )
A.-5.0×10-7 J B.5.0×10-7 JC.-3.5×10-6 J D.3.5×10-6 J
4.如图所示,将电荷量为q=3.0×10-9 C的点电荷从匀强电场中的B点移动到A点,xAB=2 cm,静电力做的功为-6×10-7 J,求:(1)A、B两点的电势差UAB;(2)匀强电场的电场强度E的大小.
答案:(1)200 V (2)10 000 N/C
答案:影响静电力做功的因素是A、B两点之间的电势的差值.
1.若选择不同的位置作为零电势点,电场中某点电势的数值会改变,但电场中某两点之间电势的差值会变化吗?
2.某个电荷在确定的电场中从A点移动到B点,影响静电力做功的因素是A点和B点的电势能,还是A、B两点之间的电势的差值?
1.等势面:在电场中, 相同的各点构成的面
答案:电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.
2.为什么在同一个等势面上移动电荷时,静电力不做功?
答案:因为在同一个等势面上,任何两点的电势都相等,即任何两点之间的电势差是0,根据静电力做功与电势差的关系式WAB=qUAB可知,在同一个等势面上移动电荷时,静电力不做功.
3.等势面与电场线有什么关系?
如图所示,在一个电场强度为E的匀强电场中,若选B点的电势为0,则A点的电势为φA=8 V,C点的电势为φC=-4 V,某个电荷量为q的正电荷从A点移动到B点.
1.A、B两点之间的电势差UAB是多少?B、A两点之间的电势差UBA是多少?UAB和UBA有什么关系?
答案: A、B两点之间的电势差UAB=φA-φB=8 V,B、A两点之间的电势差UBA=φB-φA=-8 V,UAB和UBA的关系为UAB=-UBA.
2.若取C点为零电势点,则UAB是多少?φA、φB各是多少?
答案:UAB=8 V,φA=12 V,φB=4 V.
3.选取不同的位置作为零电势点,电场中某点的电势会变吗?某两点间的电势差会变吗?
答案:某点的电势会变,两点之间的电势差不变.
4.试推导静电力做的功WAB与A、B两点之间电势差UAB的关系.
1.对电势差的几点认识.(1)必须明确是哪两点间的电势差,如A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA,而UAB=-UBA.(2)电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关.(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电势的高低.例如,当A点电势比B 点电势高时,UAB为正值,UBA则为负值.
2.电势与电势差的对比.
【典例1】下列关于电势差的说法正确的是( )A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,静电力所做的功B.1 C正电荷从电场中一点移动到另一点,如果静电力做了1 J的功,这两点间的电势差就是1 VC.在两点间移动电荷时,静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D.两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电荷量成反比
地图中常用等高线来表示地势的高低.与此相似,在电场的图示中,常用等势面来表示电势的高低.如图是两种电场的等势面和电场线.每幅图中,两个相邻的等势面间的电势差是相等的.
乙 带等量异种电荷的平行板
1.为什么等势面一定跟电场线垂直?在同一等势面上任何两点间移动电荷时,静电力做功有什么特点?
答案:反证法:假如电场线与等势面不垂直,电场强度就有一个沿着等势面的分量,在等势面上移动电荷时静电力就要做功,电荷的电势能就要发生变化,这与这个面是等势面相矛盾.在同一等势面上稳动电荷时,静电力不做功.
2.等势面和电场线都可以用来描绘电场,请分析等势面如何描述电场的强弱和方向?
答案:(1)等差等势面密的地方,电场较强;等差等势面疏的地方,电场较弱;等差等势面均匀分布的电场是匀强电场;由等差等势面的疏密可以定性确定电场的强弱.(2)由于沿着电场线的方向,电势越来越低,所以电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面.
1.等势面的特点.(1)等势面是为描述电场而假想的面,实际上并不存在.(2)在等势面上移动电荷,静电力不做功.(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)在空间中两等势面不相交.
2.两种常见电场的等势面.(1)等量异种电荷电场的等势面:左右对称,过两点电荷连线中点的中垂面是一个等势面,如图甲中虚线所示.
(2)等量同种电荷电场的等势面:左右对称,以正电荷为例,如图乙中虚线所示.
【典例3】(多选)如图所示,在一负点电荷形成的电场中,有A、B、C三点,它们到点电荷的距离为rA
解析:由负点电荷形成的电场中的电场线和等势面的分布知选项A错误,选项B正确;因φC>φA,同一负电荷在电势低处电势能大,选项C错误;因UAB=UBC,据W=qU知 WAB=WBC,选项D正确.
1.(多选)下列各物理量中,与试探电荷无关的量是( )A.电场强度E B.电势φC.电势差U D.静电力做的功
2.在电场中把电荷量为2.0×10-9 C的正电荷从A点移到B点,静电力做功1.5×10-7 J,则A、B两点电势差为( )A.3×10-16 V B.30 VC.75 V D.7.5×10-16 V
3.图中的平行直线表示一簇等势面.一个所带电荷量为-5.0×10-8 C的点电荷,沿图中曲线从A点移到B点,静电力做的功为( )
A.-5.0×10-7 J B.5.0×10-7 JC.-3.5×10-6 J D.3.5×10-6 J
4.如图所示,将电荷量为q=3.0×10-9 C的点电荷从匀强电场中的B点移动到A点,xAB=2 cm,静电力做的功为-6×10-7 J,求:(1)A、B两点的电势差UAB;(2)匀强电场的电场强度E的大小.
答案:(1)200 V (2)10 000 N/C
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