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时间:2020-05-10
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1、第1章静电场第05节电势差[知能准备]1.选择不同位置作为电势零点,电场中某点电势的数值会,但电场中某两点间电势的差值却,电场中两点间电势的差值叫做,也叫,表达式.2.静电力对电荷q做功与电势差的关系[同步导学]1.电势差电场中两点间电势的差值叫做电势差.⑴设电场中A点电势为A,B点电势为B,则它们之间的电势差可以表示为LAB=A-B,也可表示为LBA=B-A,由此可知:LAB=-Lba.在这里一定注意下标及下标顺序!(2)电场中两点的电势差,由电场本身的初、末位置决定,与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少无关.在确定的电场中,即便不放入电荷,任何两点间的电势差
2、都有确定的值,不能认为LAB与WB成正比,与q成反比.只是可以利用WAB、q来测量A、B两点电势差LAB.(3)从比值定义式LAB=VAB/q可以看出,LAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做的功Wb.若单位正电荷做正功,LAB为正值;若单位正电荷做负功,则LAB为负值.(4)谈到电势差时,必须明确所指的是哪两点(两位置)的电势差.A、B间的电势差记为LAb,BA间的电势差记为LBa,某一电荷q在电场中由A到B做的功WB与从B到A做的功WA存在关系为WB=-WIA,所以LAB=-LBA.电势差有正、负,通过后面的学习,同学们将知道,电势差的正、负仅表示电场中
3、两点电势的高、低,如Uxb=6V,说明A点的电势比B点的电势高6V.(5)电场中两点间电势差可与高度差类比,两点间高度差越大,物体在重力作用下做功越多;两点间电势差越大,电荷在电场力作用下做功也越多.例1在电场中把一个电荷量q=-6×106C的点电荷从A点移到B点,克服电场力做功3×105J,问A、B两点间的电势差是多少?如将电荷q从电场中拿走,A、B两点间的电势差又是多少?解析:电荷从A点移到B点时,外力克服电场力做功,表示电场力做负功,即WB=-3×105J,所以IAB间的电势差为UABWAB3106V5Vq6106因电场中任意两点间的电势差与试探电荷无关,由电场本身
4、决定,故拿走试探电荷,电势差不变,A、B两点间的电势差仍然为5V.2.电场力做的功在任意电场中,将电荷q从A点移到B点,电场力做的功为:VAB=qUxB.(1)公式VAB=qUAB适用于任何电场,LAB为电场中A、B两点间的电势差.(2)式中WB仅是电场力做的功,不包括移动电荷从A到B时,可能还有其他力做的功.(3)式中各量均有正、负,计算中W与U的下标要对应,即:WB=qUxB、WA=qUBA.(4)电场力做功与路径无关.3.在应用公式UBA=Wyq或WB=qUAB时,对各物理量正、负号的通常处理方法。计算时将各量的正、负号代入公式,并可根据计算所得结果的正、负号进行判
5、断,做正功或做负功,电势高或电势低.4.电势高低的判定方法(1)由电场线的方向判定:沿着电场线的方向.电势越来越低.(2)由电荷电势能的大小判定:正电荷电势能大处,电势高,在电势能小处,电势低;负电荷则相反.B来判断.若UAb>0,贝UA>B;若(3)通过计算电势差UAB=WZq,结合LAB=A-UAB=O,贝UA=B;若UAb<0,贝UA6、点,据电场力做功的公式,有UAB=WAB6106V200Vq3106同理,将q从B移到C,有:UBC=VWq=9×104/(-3×106)=-300V,故A、C两点间的电势差为UXC=A-C=(A-B)+(B-C)=LkB-UBC=200V+(-300V)=-100V,即A点电势比C点电势低100V.点评:电势差定义式U=W/q中的W必须是电场力做的功.电场中各点间的电势差可依次用代数方法叠加,即LMN=UMA+LAb+LBc+UpN.2.巧用电场力做功与电势能、电势差之间的关系解题(1)电场力做功W=qU.功的大小对给定的电荷来说与其运动路径无关,仅由起始和终了位置的电7、势差有关,此公式适用于一切电场.(2)电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加,且电场力做功的大小等于电势能的变化.(3)这部分内容可用类比的方法理解分析.电场力做功——重力做功某点电势某点高度电荷的电势能一一重物重力势能两点间的电势差一一两点间的高度差村a1-5-i等势线(面)――等高线(面)例2两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为I的绝缘杆两端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆与场强方向平行,其位置如图1—5—1所示,若此杆绕经过O点垂直于杆的轴转过1800,则在此过程中电场力做功为()B.q日A.
6、点,据电场力做功的公式,有UAB=WAB6106V200Vq3106同理,将q从B移到C,有:UBC=VWq=9×104/(-3×106)=-300V,故A、C两点间的电势差为UXC=A-C=(A-B)+(B-C)=LkB-UBC=200V+(-300V)=-100V,即A点电势比C点电势低100V.点评:电势差定义式U=W/q中的W必须是电场力做的功.电场中各点间的电势差可依次用代数方法叠加,即LMN=UMA+LAb+LBc+UpN.2.巧用电场力做功与电势能、电势差之间的关系解题(1)电场力做功W=qU.功的大小对给定的电荷来说与其运动路径无关,仅由起始和终了位置的电
7、势差有关,此公式适用于一切电场.(2)电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加,且电场力做功的大小等于电势能的变化.(3)这部分内容可用类比的方法理解分析.电场力做功——重力做功某点电势某点高度电荷的电势能一一重物重力势能两点间的电势差一一两点间的高度差村a1-5-i等势线(面)――等高线(面)例2两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为I的绝缘杆两端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆与场强方向平行,其位置如图1—5—1所示,若此杆绕经过O点垂直于杆的轴转过1800,则在此过程中电场力做功为()B.q日A.
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