人教版 (2019)必修 第三册2 电势差评课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第三册2 电势差评课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了电势差，φA－φB，φB－φA，－UBA，代数法，微思考，EpA－EpB，qUAB，电场力，答案A等内容，欢迎下载使用。
预习导学 | 新知领悟
1．定义：电场中两点之间电势的________叫作电势差，也叫作__________．2．公式设电场中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两点之间的电势差为UBA＝______________，所以UAB＝________．
3．电势差的正负电势差是________，但有正、负．电势差的正、负表示两点电势的高低．所以电场中各点间的电势差可依次用_________相加．
电场中两点间电势差的正负是否表示方向？其含义是什么？
【答案】电势差是标量，不表示方向，其含义是表示两点间电势的高低．若UAB>0，表示φA>φB；若UABφC　　　　　B．φAφB　D．φC>φB>φA【答案】C【解析】因为UAB＝φA－φB＝75 V>0，所以φA>φB，因为UBC＝φB－φC＝－200 V0，则φA>φB．(3)若UABφcD．φaφNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功
【答案】B【解析】由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中电场力所做的负功相等可知，N、P两点在同一等势面上，且电场线方向为M→N，故B正确，A错误．M点与Q点在同一等势面上，电子由M点运动到Q点，电场力不做功，故C错误．电子由P点运动到Q点，电场力做正功，故D错误．
1．带电粒子的运动轨迹必定向合力方向弯曲，即合力指向运动轨迹弯曲的内侧．2．如果粒子只受电场力作用，根据轨迹的弯曲方向，即可确定电场力的方向．
精例4　如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV时，它的动能应为(　　)
A．8 eV　B．13 eV　C．20 eV　　D．34 eV【答案】C【解析】由题图可判断b点电势高于a点电势，设各等势面间电势差为U，则由能量守恒，－2Uq＋26 eV＝Uq＋5 eV，所以Uq＝7 eV，所以点电荷能量为7 eV＋5 eV＝12 eV，所以，当电势能为－8 eV时，动能为12 eV－(－8 eV)＝20 eV．
变式4　如图所示，a，b，c是匀强电场中距离相等的三个等势面，取等势面b的电势φb＝0．一个带正电的粒子在等势面a以300 eV的初动能沿垂直等势面方向向等势面c运动，到达等势面c时速度刚好为零．若带电粒子所受重力不计，在这个电场中，带电粒子的电势能为50 eV时的动能是(　　)A．200 eVB．150 eVC．100 eVD．50 eV【答案】C
【解析】由题意可知一个带正电的粒子在等势面a以300 eV的初动能沿垂直等势面方向向等势面c运动，到达等势面c时速度刚好为零，所以Ekc＝0，所以从a到c电场力做功Wac＝300 eV，因为abc是匀强电场中距离相等的三个等势面，所以电场力做功Wab＝Wbc，又因为Wab＋Wbc＝Wac，所以Wab＝Wbc＝150 eV，因为在电场中只有势能和动能的相互转化，因此满足机械能守恒，取等势面b的电势φb＝0，所以Eb＝Ekb＋Epb＝150 eV，所以当电势能为50 eV时，动能为100 eV，故A、B、D错误，故C正确．
静电场中功能关系问题的三种情况1．合力做功等于物体动能的变化量，即W合＝ΔEk．这里的W合指合外力做的功．2．电场力做功决定物体电势能的变化量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp．这与重力做功和重力势能变化之间的关系类似．3．只有电场力做功时，带电体电势能与动能的总量不变，即Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2．这与只有重力做功时，物体的机械能守恒类似．
功、能关系功是能量转化的量度，每一种力做功必然伴随一种能量与其他能量的相互转化．1．电场力做功实现了电势能与其他形式的能的相互转化，电场力做正功，电势能减少，电势能转化为其他形式的能；电场力做负功，电势能增加，其他形式的能转化为电势能．
2．重力做功实现了重力势能与其他形式的能的相互转化，重力做正功，重力势能减少，重力势能转化为其他形式的能；重力做负功，重力势能增加，其他形式的能转化为重力势能．3．合外力做功实现了动能与其他形式的能的相互转化，合外力做正功，动能增加，其他形式的能转化为动能；合外力做负功，动能减少，动能转化为其他形式的能．
4．除重力(系统内弹力)以外的力做功实现了机械能与其他形式的能的相互转化，除重力(系统内弹力)以外的力做正功，机械能增加，其他形式的能转化为机械能；除重力(系统内弹力)以外的力做负功，机械能减少，机械能转化为其他形式的能．5．只有电场力做功，电势能与动能相互转化，二者之和保持不变．只有重力和电场力做功是重力势能、电势能和动能相互转化，三者之和保持不变．
【专练】　如图所示，一重力不计的带电粒子以某一速度进入负点电荷形成的电场中，且只在电场力作用下依次通过M、N、P三点，其中N点是轨迹上距离负点电荷最近的点．若粒子在M点和P点的速率相等，则(　　)A．粒子在M、P两点时的加速度相同B．粒子可能带负电且做匀速圆周运动C．粒子在N点时的加速度最大、电势能最大D．M、N两点的电势差UMN等于P、N两点的电势差UPN【答案】D
【解析】由于粒子在M、P两粒处受到的电场力方向不同，所以加速度方向不相同，加速度不同，故A错误．由物体做曲线运动的条件可知，粒子带正电，要使粒子做匀速圆周运动即要粒子的速度与电场力垂直，则粒子不可能做匀速圆周运动，故B错误．根据电场线的疏密可得，N点处的电场线最密，所以粒子在N点时受到的电场力最大，加速度最大，N点的电势在三点中最低，所以带正电的粒子在N点的电势能最小，故C错误．由于粒子在M点和P点的速率相等，根据动能定理可知，从M点到N点，从P点到N点，电场力做功相等，即UMN＝UPN，故D正确．
课堂小练 | 素养达成
1．下列关于电势差的说法中正确的是(　　)A．两点间的电势差等于将电荷从其中一点移到另一点时静电力所做的功B．将1 C的电荷从电场中一点移到另一点，如果静电力做了1 J的功，那么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．两点间电势差的大小跟放入这两点间的电荷所带的电荷量成反比
3．(2021年衡水安平中学期末)一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除静电力外，其他力做的功为2.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差为(　　)A．3.0×104 VB．1.0×104 VC．4.0×104 V　D．7.0×104 V【答案】A
4．(多选)下列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某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的平面上任意两点的电势差均为零【答案】BD
【解析】电势差表征电场的能的性质，与试探电荷无关，A错误；由W＝qU可知，B正确；电势差和静电力做的功都是标量，C错误；匀强电场中与电场线垂直的平面为等势面，等势面上任意两点的电势差为0，故D正确．
5.(2021年重庆名校期末)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d为电场中的四个点，则(　　)A．a点电势等于d点电势B．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度最小C．一正电荷从b点运动到c点，电势能减小D．一电子从a点运动到d点，电场力做功为2 eV【答案】D