2017年高中物理第2章电势能与电势差第3讲电势差学案鲁科版选修3_1

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1、第3讲　电势差[目标定位]　1.理解电势差，了解电势差与电场力做功之间的关系，会用公式W＝qUAB进行有关的计算.2.了解电势差与电场强度之间的关系，会用公式E＝进行有关的计算.3.了解示波管的工作原理．一、电势差与电场力做功1．电势差：电场中两点电势的差值叫做电势差；设A点电势为φA，B点电势为φB，则A、B两点的电势差UAB＝φA－φB；电势差在电路中也称为电压，用符号U表示．2．电场力做功与电势差的关系：WAB＝qUAB，电势差的单位是V.3．在研究原子、原子核的时候，常用电子伏特做能量单位，1eV＝1.60×10－19_J.二、电场强度与电势差的关系在匀强电场中，电场强度等于

2、沿场强方向单位距离上的电势差，即E＝，E是匀强电场的场强，d是沿电场强度方向的距离，上式说明电场强度的单位可以为V/m.想一想　电场中A、B两点间的电势差大，那么两点间场强一定大吗？答案　场强是指沿电场线方向每单位距离上的电势差，A、B两点间的距离不清楚，所以两点间场强不能确定大小关系．三、示波管的工作原理1．示波器的构成：主要由电子枪、偏转板和荧光屏组成．2．工作原理：电子在加速电场中被加速，在偏转电场中发生偏转，飞出平行金属板后做匀速直线运动．想一想　示波管两对偏转电极要是都不加电压，荧光屏上会出现什么图象？若只加竖直方向上的恒定电压，荧光屏上会出现什么图象？答案　两个偏转电极都

3、不加偏转电压，则电子不会进行偏转，所以会打在荧光屏的中心形成一个亮斑；若只加竖直方向上的恒定电压，则电子在竖直方向上偏转，且偏转距离相同，在荧光y轴上出现一个亮斑.一、电势差与电场力做功1．电势差与电势的关系(1)讲到电势差时，必须指明是哪两点间的电势差，A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA.(2)电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低，若UAB＞0，则φA＞φB；若UAB＜0，则φA＜φB.(3)电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关．2．对公式WAB＝qUAB或UAB＝的理解(1)UAB＝可以看成电势差的定义式，是按比值法定义的物理量．电势差UAB由电场本身

4、决定，与q、WAB无关．(2)在一般的计算中，各物理量都要带入符号，即WAB、UAB、q均可正可负，其中WAB取正号表示从A点移动到B点时静电力做正功，WAB取负号表示从A点移动到B点时静电力做负功，做负功时也可以说成电荷克服电场力做了功．(3)注意：用公式WAB＝qUAB或UAB＝计算时W与U的角标要对应．例1　在电场中把一个电荷量为－6×10－8C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10－5J，求A点与C点间的电势差．答案　－250V解析　求解电势差可有两种方法：一种是电场力做的功与电荷量的比值，另一种是两点间电势的差值

5、．法一　把电荷从A移到C电场力做功WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋4.5×10－5)J＝1.5×10－5J.则A、C间的电势差UAC＝＝V＝－250V.法二　UAB＝＝V＝500V.UBC＝＝V＝－750V.则UAC＝UAB＋UBC＝(500－750)V＝－250V.借题发挥　(1)电场力做功与路径无关，只与始、末两点的位置有关，故WAC＝WAB＋WBC.(2)在利用公式UAB＝进行有关计算时，有两种处理方案，方案一：各量均带正负号运算．但代表的意义不同．WAB的正、负号表示正、负功；q的正、负号表示电性，UAB的正、负号反映φA、φB的高低．计算时W与U的角标要对应，即W

6、AB＝qUAB，WBA＝qUBA.方案二：绝对值代入法．W、q、U均代入绝对值，然后再结合题意判断电势的高低．二、电场强度与电势差的关系1．公式U＝Ed和E＝只适用于匀强电场的定量计算，其中d为A、B两点沿电场方向的距离．2．电场中A、B两点的电势差U跟电荷移动的路径无关，由电场强度E及A、B两点沿电场方向的距离d决定．3．E＝说明电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势，且场强方向就是电势降低最快的方向．4．在非匀强电场中，公式E＝可用来定性分析问题，由E＝可以得出结论：在等差等势面越密的地方场强就越大，如图1甲所示．再如图乙所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距

7、离ab＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故Uab＜Ubc.图1例2　如图2所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1m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＝100V/m，则O、P两点的电势差可表示为(　　)图2A．UOP＝－10sinθ(V)B．UOP＝10sinθ(V)C．UOP＝－10cosθ(V)D．UOP＝10cosθ(V)答案　A解析　在匀强电场中，UOP＝－