山东省专用2018-2019学年高中物理第一章静电场第5节电势差讲义含解析新人教版选修3-1.doc

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1、第5节电势差1.电势差是电场中两点间电势的差值，即UAB＝φA－φB。2．电势差有正、负，正、负号表示两点电势的高低关系，注意UAB＝－UBA。3．静电力做功与路径无关，只与电场中两点间的电势差有关，WAB＝qUAB。一、电势差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＝φA－φB。B、A两点之间的电势差为：UBA＝φB－φA。所以UAB＝－UBA。3．电势差的正负电势差是标量，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代数法相

2、加。二、静电力做功与电势差的关系1．公式推导电荷q在电场中从A点移到B点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：WAB＝EpA－EpB，由电势能与电势的关系φ＝可得EpA＝qφA，EpB＝qφB。所以WAB＝q(φA－φB)＝qUAB，所以有UAB＝。2．公式：UAB＝。3．物理意义电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值。1．自主思考——判一判(1)电场中A、B两点的电势差，不仅与A、B两点的位置有关，还与零势能面的选取有关。(×)(2)电场中任意两点的电势差，均与是否放入试探电荷无关。(√)(3)若UAB>0，说明φA>φB，但无法判断φ

3、A、φB的正负。(√)(4)若电场中两点间的电势差UAB＝1V，则将单位电荷从A点移到B点，电场力做功为1J。(×)(5)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将－q从B点移到A点电场力所做的功相同。(√)2．合作探究——议一议(1)电势差由什么决定？与电场中有无试探电荷有关吗？与零电势位置的选取有关吗？提示：电势差由电场及电场中两点的位置决定，与有无试探电荷无关，与零电势位置的选取也无关。(2)把电荷从电场中电势较高的地方移动到电势较低的地方，电场力做正功还是负功？提示：根据UAB＝φA－φB，电势差为正。由WAB＝qUAB，若q为负电荷，电场力做负功；若q为

4、正电荷，则电场力做正功。电势差与电势1．对电势差的几点认识(1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电量、静电力做功的大小无关。在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值。(2)对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差，而且先后顺序不能乱。如A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA，而UAB＝－UBA。(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。(4)电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关。2．电势差与电势的对比电势φ电势差U区别定义电势能与电量的比值φ＝电场力做功与电

5、量的比值U＝决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性有，与零电势位置的选取有关无，与零电势位置的选取无关联数值关系UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA系单位相同，均是伏特(V)标矢性都是标量，且均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量[典例]　有一带电荷量q＝－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10－4J，从B点移到C点时，静电力做功9×10－4J。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？[思路

6、点拨](1)可根据UAB＝分析电势差。(2)可由φ＝确定电势及电势能。[解析]　(1)根据U＝则UAB＝V＝200V，即φA－φB＝200VUBC＝V＝－300V，即φB－φC＝－300VUCA＝φC－φA＝100V。(2)若φB＝0，则φA＝200V，φC＝300VEpA＝φAq＝200×(－3×10－6)J＝－6×10－4J。EpC＝φCq＝300×(－3×10－6)J＝－9×10－4J。[答案]　(1)200V　－300V　100V(2)200V　300V　－6×10－4J　－9×10－4J(1)WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)

7、＝qUAB。(2)公式UAB＝中功和电荷量应包含正负号，若代入绝对值计算，则只能求出电势差的绝对值。(3)电子伏特(eV)是能量单位，与焦耳(J)的换算关系是：1eV＝1.6×10－19J。1．在电场中A、B两点间的电势差UAB＝75V，B、C两点间的电势差为UBC＝－200V，则A、B、C三点的电势高低关系为(　　)A．φA>φB>φC　　　　　　B．φA＜φC＜φBC．φC>φA>φBD．φC>φB>φA解析：选C　根据UAB＝75V，可得，φA－φB＝75V，所以φA＝φB＋75V；根据UBC＝－200V可得φB－φC＝－200V，所以φC＝φB＋20

8、0V，比较可知，φC>φA>φB。2.如图所示，a、