高中物理第一章静电场1.5电势差知识导学案新人教版选修3_1

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1、5电势差问题探究在户外的高压输电导线上，电压高达几十万伏，落在高压线上的小鸟并没有被电死.你能解释这是什么原因吗？自学导引1．电场中两点间电势的__________叫做电势差，也叫_________.单位：伏特（V）.电场中的各点电势的大小与零势点的选取__________，但电场中两点的电势差与零势点的选取_________.答案：差值电压有关无关2．电势与电势差都是反映电场中___________的物理量.电势与电势差都是_______量，数值都有正、负之分，单位相同.答案：能的性质标3．电场中两点的电势差公式：UAB=__________

2、_=-UBA.答案：φA-φB4．电势差UAB与静电力的功WAB的关系式：UAB=___________或WAB___________.答案：qUAB疑难剖析一、电势差与电势的区别与联系区别：(1)电势具有相对性，与零势点的选取有关，而电势差与零势点的选取无关，具有实际意义；(2)电势决定了电荷在电场中的电势能，而电荷在电场中移动，静电力所做的功由电势差具体确定：W=qUAB(即电势能的改变量).联系：电势差是电场中某两点的电势之差，电势差与电势没有严格意义上的区别，电势实质上就是某点与零势点的电势差，只不过零势点的电势为零而已.电势与电势差都

3、是标量，电势的正负表示该点与零电势点间相比电势的高低，电势差的正负表示两点间的电势高低.二、怎样正确理解电势差电荷q在电场中由一点A移到另一点B时，电场力所做的功WAB等于A、B两点电势能之差.由此可得WAB=qUAB，UAB=.在数值上，A、B两点间的电势差等于单位正电荷由A点移动到B点时电场力做的功．由公式可以看出，电势差在数值上等于移动单位正电荷时电场力所做的功．电势差是一个表明电场特性的物理量，与WAB和q无关．电势差即电势之差，UAB=φA-φB=-(φB-φA)=-UBA，故电势差是有正负的.电势差又叫电压，在只关心其大小的情况下，

4、可以一律取正值.三、电场力做功与电势差的关系：根据电场力做功与电势能变化的关系可以得出功与电势差的关系WAB=EpA-EpB=q(φA-φB)=qUAB，在电场中任意找两点A、B，这两点的场强EA、EB，电势φA、φB，电势差UAB.将电荷q放入该电场中，它将受电场力qEA、qEB，具有电势能EpA、EpB，从A移到B点时电场力将对它做功WAB.因此在做题时，务必弄清哪些是电场本身的性质，哪些是由于放入q而具有的量.这其中还要注意哪些量是矢量，哪些量是标量，注意分析比较它们之间的区别与联系，只有这样才能清楚地认识电场的性质.【例1】如图1-5-

5、1所示，A、B两点间电势差UAB为20V，电荷q=-2×10-9C，由A点移到B点，电场力做的功是多少?图1-5-1思路分析：电场力做功与路径无关，只与移动电荷电荷量和初末位置的电势差有关，即WAB=qUAB=2×10-9×20J=4×10-8J.负电荷q从电势高处(A点)移到电势低处(B点)，电荷的电势能增加，所以电场力做负功，即电场力做功-4×10-8J．答案：-4×10-8J温馨提示：利用WAB=qUAB求功时，可先代入绝对值运算，功的正负可利用初末位置的电势或电场力与位移方向关系另行判断，这是求电场力做功的一般方法．【例2】在电场中把一

6、个电荷量为6×10-6C的负电荷从A点移到B点，反抗电场力做功3×10-5J，再将电荷从B点移到C点，电场力做功1.2×10-5J.求A与B、B与C、A与C间的电势差.思路分析：电荷从A移到B时，反抗电场力做功，表示电场力做负功，相当于在重力场中把物体举高反抗重力做功，因此WAB=-3×10-5J，电荷从B移到C，WBC=1.2×10-5J.根据电荷移动时电场力的功和电势差的关系得：UAB=V=5VUBC=V=-2V，UAC=UAB+UBC=5V+(-2V)=3V.答案：5V-2V3V说明：（1）U=中的W必须是电场力做的功；（2）电场中各点间

7、的电势差可依次用代数方法相加，即UMN=UMA+UAB+UBC+…+UPN.【例3】如图1-5-2所示是一匀强电场，场强E=2×102N/C，现让一个电荷量q=-4×10-8C的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离s=30cm.试求：图1-5-2(1)电荷从M点移到N点电势能的变化；(2)M、N两点间的电势差.思路分析：(1)电荷克服静电力做功为W=Fs=qEs=4×10-8×2×102×0.3J=2.4×10-6J，即电荷电势能增加了2.4×10-6J.(2)从M点到N点电荷克服静电力做功，即静电力对电荷做负功，即WMN=-2.4×10

8、-6J，则M、N两点间的电势差为UMN=V=60V.答案：(1)电荷电势能增加了2.4×10-6J；(2)M、N两点间的电势差为60V.温馨提示：应用