电势差课件

知道电势差和电势、等势面的关系※掌握电场力做功与电势差的关系，会用WAB＝qUAB解决有关问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ※※理解电势差的概念※下图是高压电器设备的放电现象，你想探究什么是“电压”吗？1．电场中两点间的电势的差值叫做，也叫．它与电势零点的选取．2．电场中A点电势记为φA，B点的电势记为φB，则A、B间的电势差 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示成UAB＝或UBA＝.3．电场力做的功和电势差的关系式：，应用时要注意各物理量的正负．若q为负，UAB为负，则静电力做的功为值；若q为负，UAB为正，则静电力做的功为值．电势差电压无关φA－φBφB－φAWAB＝qUAB负正(1)定义：电场中两点间电势的差值．(2)表达式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA.(3)电势差是标量，但有正负(φA>φB，UAB>0，φA<φB，UAB<0)．(4)单位：V(伏)．特别提醒：电势差的正负，不代表电场中两点间电势差的大小，只是区分两点电势的高低．如5V与－5V表示电势差的大小是一样的．请你探究电场强度、电势差、电势和电势能几个概念的异同点？答案：(1)电场强度、电势都是由电场本身决定的，与是否放入电荷无关；而电势能是由电场和电荷共同决定的．(2)电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，也是反映电场力的性质的物理量；而电势和电势能是反映电场能的性质的物理量．(3)电势、电势能的大小与零参考点的选取有关，是相对的，而电势差的大小与零参考点无关.(1)WAB＝EPA－EPB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)即WAB＝qUAB或UAB＝(2)说明：①由UAB＝WAB/q可以看出，UAB在数值上等于单位正电荷由A移到B点时电场力所做的功WAB.若单位正电荷做正功，UAB为正值；若单位正电荷做负功，则UAB为负值．②公式WAB＝qUAB适用于任何电场，UAB为电场中A、B两点间的电势差．WAB仅是电场力的功，不包括从A到B移动电荷时，可能还有其他力的功．式中各量均有正、负，计算中W与U的角标要对应，即：有WAB＝qUAB，WBA＝qUBA.特别提醒：①公式不能认为UAB与WAB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UAB.②电场中两点间电势差可以与高度差类比，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越多．(2009·河南宝丰一中高二检测)在静电场中有a、b、c三点，有一个电荷q1＝3×10－8C，自a移到b，电场力做功3×10－6J.另有一个电荷q2＝－1×10－8C，自a移到c，电场力做功3×10－6J，则a、b、c三点的电势由高到低的顺序是________，b、c两点间的电势差Ubc为________V.答案：φc>φa>φb　400误区1：带电体在电场中运动时，对电场力做功引起的电势能变化，与其它力做功引起的能量变化分辨不清．点拨：(1)只有电场力做功只发生电势能和动能之间的相互转化，电势能和动能之和保持不变，它们之间的大小关系为：W电＝－ΔE电＝ΔEk.(2)只有电场力和重力做功只发生电势能、重力势能和动能之间的相互转化，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变，功和能的大小关系为：W电＋WG＝－(ΔE电＋ΔEp)＝ΔEk(3)多种力做功多种形式的能量参与转化，要根据不同力做功和不同形式能转化的对应关系分析，总功等于动能的变化，其关系为：W电＋W其他＝ΔEk.将一个电量为－2.0×10－8C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服电场力做功4.0×10－8J，则M点电势φM＝________.若将该电荷从M点移到N点，电场力做功1.4×10－7J，则N点的电势φN＝________，MN两点的电势差UMN＝________.解析：本题可用三种方法解解法一：各量的正负均代入公式中，由而USM＝φS－φM＝0－φM所以φM＝－2.0V而UMN＝φM－φN，所以φN＝5.0V解法二：不考虑正负，只按数值运算后再判断正负．由USM＝＝2.0V，因为电场力做负功，所以场强方向与位移方向大致相同，所以φS>φM，而φS＝0，所以φM＝－2.0V.同理φN＝5.0V.解法三：整体法．将电荷自S点移到M点，再移到N点看做一个全过程来分析，WSN＝WSM＋WMN＝(－4.0×10－8＋1.4×10－7)J＝1.0×10－7J所以φN＝5V答案：－2V；5V；－7V点评：本题采用多种解法，可以开阔学生的视野，培养他们解答实际问题的能力．在求电势差时，应考虑电势差的正负．这样处理对进一步认识两点的电势高低有好处．(2009·福建仙游现代中学高二检测)如图所示，把电量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；若A点的电势UA＝15V，B点的电势UB＝10V，则此过程中电场力做的功为________J.答案：增大　－2.5×10－8J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26eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置．其电势能变为－8eV时，它的动能应为(　　)A．8eV　　　　　　B．13eVC．20eVD．34eV解析：由图可判断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＋26eV＝Uq＋5eV所以Uq＝7eV，所以，点电荷能量为7eV＋5eV＝12eV所以，当电势能为－8eV时，动能为12eV－(－8)eV＝20eV.答案：C点评：在只有电场力做功时电势能与动能之和不变，在考虑重力做功时，电势能、重力势能与动能之和不变，最好用动能定理．如图所示，a、b、c表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速度为______________．答案：1.5v解析：依题条件知电场力做正功，设带电粒子电量为q，粒子到等势面c时的速率为v′，则解得v′＝1.5v如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好变为零，若此电荷在A点处的加速度大小为g，试求：(1)此电荷在B点处的加速度．(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)．解析：(1)由题意可知，这一电荷必为正电荷，设其电量为q，由牛顿第二定律，在A点时在B点时：＝m·aB，解得aB＝3g，方向竖直向上．(2)从A到B过程，由动能定理mg(h－0.25h)＋qUAB＝0，UAB＝－答案：(1)aB＝3g；方向竖直向上．点评：本题为力电综合题，解法和力学相同，只是在受力分析时增加了静电力．如图所示，质量为m，带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB＝2v0，方向与电场的方向一致．则：(1)小球沿竖直方向做什么运动？B点竖直高度h为多大？(2)A、B两点间电势差为多大？答案：(1)匀减速直线运动解析：(1)因为竖直方向只受重力作用，所以小球在竖直方向做匀减速直线运动．竖直方向上　(2)由动能定理：闪电是云层与云层或云层与高大建筑物间放电所致，在放电过程中将释放大量能量.1970年春季的一个雷雨交加的上午，湖北古城黄州的青云塔顶尖被雷击为两截，据有关专家估算雷击时释放能量约为3.2×106J，假若从云层移向塔顶的电量为32C，则云层与塔顶间电势差为________V，相当于释放电子________个．解析：雷击时释放能量约3.2×106J，故电场力做功W＝3.2×106J，相当于释放的电子数：＝2×1020个．答案：1×105；2×1020点评：本题结合雷击问题考查了电场力做功与电势差的关系，弄清物理情境是解题关键．如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为零，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－13.6eV，－3.4eV，－1.51eV，由于某种因素(如加热或光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，求：(1)a、b间，b、c间电势差的大小．(2)电子从a跃迁到c的过程中电场力所做的功．(3)简要分析跃迁过程中能量转化情况．解析：(1)由φ＝可知电子在a、b、c时的电势分别为φa＝=＝1.51V.所以Uab＝φa－φb＝10.2V，Ubc＝φb－φc＝1.89V.(2)Uac＝Uab＋Ubc＝12.09V，从a到c电场力做功Wac＝－eUac＝－12.09eV.(3)Wac＝－12.09eV，电势能增加12.09eV，电势能的增加来源于热能或光能．