2019_20學年高考物理主題1靜電場5電勢差課件（必修）.pptx

,主題1 靜電場,5 電勢差,學科素養(yǎng)與目標要求,物理觀念： 1.理解電勢差的概念，知道電勢差與電勢零點的選取無關(guān).,3.知道電勢差的正、負號與電勢高低之間的對應(yīng)關(guān)系. 科學思維：,WAB、q無關(guān).,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,自主預習,達標檢測,課時對點練,預習新知 夯實基礎(chǔ),檢測評價 達標過關(guān),注重雙基 強化落實,重點探究,啟迪思維 探究重點,自主預習,一、電勢差,1.定義：電場中兩點間 的差值，也叫 . 2.公式：電場中A點的電勢為A，B點的電勢為B，則UAB ，UBA_ ，UABUBA. 3.電勢差是 ，有正負，電勢差的正負表示電勢的 .UAB0，表示A點電勢比B點電勢 . 4.單位：在國際單位制中，電勢差與電勢的單位相同，均為 ，符號是 .,電勢,電壓,AB,B,A,標量,高低,高,伏特 V,二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系,1.公式：WAB 或UAB . 2.UAB在數(shù)值上等于 電荷由A點移到B點時靜電力所做的功.,qUAB,單位正,即學即用,1.判斷下列說法的正誤. (1)電勢差與電勢一樣，是相對量，都與零電勢點的選取有關(guān).( ) (2)電勢差是一個標量，但是有正值和負值之分.( ) (3)若電場中兩點間的電勢差UAB1 V，則將單位正電荷從A點移到B點，電場力做功為1 J.( ) (4)將電荷量為q的電荷從A點移到B點與將q從B點移到A點電場力所做的功相同.( ),2.在某電場中，將一帶電荷量為q2.0109 C的點電荷從a點移到b點，電場力做功W4.0107 J，則a、b兩點間的電勢差Uab為_V.,200,重點探究,一、電勢差,電場中A、B、C、D四點的電勢如圖所示. (1)A、C及A、B間的電勢差各為多少？哪個較大？,導學探究,答案 UAC15 V，UAB10 V，UACUAB,(2)若取D點電勢為零，則A、B、C三點的電勢為多少？A、C及A、B間的電勢差各為多少？通過以上計算說明電勢、電勢差各具有什么特點？,答案 A18 V，B8 V，C3 V，UAC15 V，UAB10 V 電勢的大小與零電勢點的選取有關(guān)，電勢差的大小與零電勢點的選取無關(guān).,對電勢差的進一步理解 (1)電勢差反映了電場的能的性質(zhì)，決定于電場本身，與試探電荷無關(guān). (2)電場中兩點間的電勢差與零電勢點的選取無關(guān).,知識深化,例1 (多選)關(guān)于電勢差UAB和電勢A、B的理解，正確的是 A.電勢與電勢差均是相對量，均與零電勢點的選取有關(guān) B.UAB和UBA是不同的，它們存在關(guān)系：UABUBA C.A、B都有正負，所以電勢是矢量 D.若B0，則AUAB,解析 電勢差與零電勢點的選取無關(guān)，A錯； UABUBA，B正確； 電勢雖有正、負之分，但電勢是標量，C錯； 由UABAB知，若B0，則AUAB，D正確.,例2 在電場中A、B兩點間的電勢差UAB75 V，B、C兩點間的電勢差UBC 200 V，則A、B、C三點的電勢高低關(guān)系為 A.ABC B.AAB D.CBA,解析 由UABAB知UAB75 V表示A比B高75 V，UBC200 V，表示C比B高200 V，所以三點電勢高低為CAB，故選C.,二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系,在如圖所示的電場中有A、B兩點，若選取無窮遠處為零電勢點，A、B兩點的電勢分別為A、B. (1)A、B兩點的電勢差UAB是多少？若把某電荷q從A移到B，電荷的電勢能變化了多少？,導學探究,答案 UABAB 電勢能的變化量為EpEpBEpAq(BA),(2)根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，求電場力對該電荷做的功.,答案 WABEpAEpBqAqBq(AB)qUAB,知識深化,把電荷q的電性和電勢差U的正負代入進行運算，功為正，說明靜電力做正功，電荷的電勢能減小；功為負，說明靜電力做負功，電荷的電勢能增大. 2.公式WABqUAB適用于任何電場，其中WAB僅是電場力做的功，不包括從A到B移動電荷時其他力所做的功.,3.電勢和電勢差的比較,例3 有一個帶電荷量q3106 C的點電荷，從某電場中的A點移到B點，電荷克服靜電力做6104 J的功，從B點移到C點，靜電力對電荷做9104 J的功，問： (1)AB、BC、CA間電勢差各為多少？,答案 見解析,解析 解法一：先求電勢差的絕對值，再判斷正、負.,因負電荷從A移到B克服靜電力做功，必是從高電勢點移到低電勢點， 即AB，UAB200 V.,因負電荷從B移到C靜電力做正功，必是從低電勢點移到高電勢點， 即BC，UBC300 V. UCAUCBUBAUBC(UAB)300 V200 V100 V.,UCAUCBUBAUBC(UAB)300 V200 V100 V.,解法二：直接取代數(shù)值求. 電荷由A移到B克服靜電力做功即靜電力做負功， WAB6104 J，,(2)若B點電勢為零，則A、C兩點的電勢各為多少？電荷在A、C兩點的電勢能各為多少？,解析 若B0，由UABAB，得AUAB200 V. 由UBCBC， 得CBUBC0(300) V300 V. 電荷在A點的電勢能 EpAqA3106200 J6104 J. 電荷在C點的電勢能 EpCqC3106300 J9104 J.,答案 見解析,學科素養(yǎng) 此題通過練習使學生掌握電勢差的定義式，以及靜電力做功與電勢差的關(guān)系，熟悉計算時各量的符號規(guī)定，較好地體現(xiàn)了“物理觀念”和“科學思維”的學科素養(yǎng).,針對訓練 (2018人大附中期中)把帶電荷量為2108 C的正點電荷從無限遠處移到電場中A點，要克服電場力做功8106 J，若把該電荷從無限遠處移動到電場中B點，需克服電場力做功2106 J，求： (1)A點的電勢；,解析 無限遠處與A點間的電勢差：,答案 400 V,而UAA，又0，所以A400 V；,(2)A、B兩點的電勢差；,解析 無限遠處與B點間的電勢差：,答案 300 V,而UBB，又0，所以B100 V， 則A、B兩點的電勢差為：UABAB300 V；,(3)把2108 C的負電荷由A點移到B點電場力做的功.,解析 電場力做的功 WqUAB2108300 J6106 J.,答案 6106 J,達標檢測,1.(電勢差)下列說法正確的是 A.電場中兩點間電勢的差值叫做電勢差，也叫電壓 B.電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點的選取有關(guān) C.UAB表示B點與A點之間的電勢差，即UABBA D.A、B兩點的電勢差是恒定的，不隨零電勢點的不同而改變，所以UABUBA,1,2,3,4,2.(靜電力做功與電勢差的關(guān)系)(多選)對UAB 和WABqUAB的理解，下列說法正確的是 A.電場中A、B兩點的電勢差和兩點間移動電荷的電荷量q成反比 B.在電場中A、B兩點移動不同的電荷，電場力做的功WAB和電荷量q成正比 C.UAB與q、WAB無關(guān)，與是否移動電荷也沒有關(guān)系 D.WAB與q、UAB無關(guān)，與電荷移動的路徑無關(guān),1,2,3,4,3.(靜電力做功的計算)如圖1所示為某靜電場等勢面的分布，電荷量為1.6109 C的正點電荷從A經(jīng)B、C到達D點，則從A至D，電場力對電荷做的功為 A.4.8108 J B.4.8108 J C.8.0108 J D.8.0108 J,1,2,3,4,圖1,解析 UADAD40 V(10) V30 V. 所以WADqUAD1.6109(30) J4.8108 J.,4.(電勢差的計算)將一電荷量為3106 C的點電荷從電場中的A點移動到B點，克服電場力做了3105 J的功，再將該電荷從B點移動到C點，電場力做了1.2105 J的功，求： (1)AB間、BC間、AC間電勢差各為多少？,答案 10 V 4 V 6 V,UACUABUBC10 V(4 V)6 V；,1,2,3,4,(2)從A點移到B點，再移到C點，電勢能變化了多少？,1,2,3,4,答案 增加了1.8105 J,解析 電荷從A點移動到B點再從B點移動到C點的過程中，電場力做的功： WACWABWBC3105 J1.2105 J1.8105 J 電場力做負功，電荷的電勢能增加了1.8105 J.,課時對點練,一、選擇題 考點一 對電勢差的理解 1.對于電場中A、B兩點，下列說法中正確的是 A.電勢差的定義式UAB ，說明兩點間的電勢差UAB與電場力做功WAB成正 比，與移動電荷的電荷量q成反比 B.A、B兩點間的電勢差UAB與移動電荷的電荷量q無關(guān) C.把負電荷從A點移到B點電場力做正功，則有UAB0 D.電場中A、B兩點間的電勢差UAB等于把正電荷q從A點移動到B點時靜電力做 的功,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 根據(jù)電勢差的定義，電場中兩點間的電勢差等于將單位正電荷從一點移到另一點時靜電力所做的功，僅由電場及兩點的位置決定，與移動電荷的電荷量及做功的多少無關(guān)，故B正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,2.(多選)下列關(guān)于電場的描述，正確的是 A.電場中某點電勢的大小、正負與零電勢點的選取有關(guān) B.電場中某兩點間的電勢差與零電勢點的選取有關(guān) C.某點的電場強度大，則電勢一定高 D.同一點電荷在電場中任意兩點間移動時，只要靜電力做的功相同，那么兩點 間的電勢差一定相同,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,考點二 電勢差與電場力做功的計算 3.圖1中的平行直線表示一簇垂直于紙面的等勢面.一個電荷量為5.0108 C的點電荷，沿圖中曲線從A點移到B點，電場力做的功為 A.5.0107 J B.5.0107 J C.3.5106 J D.3.5106 J,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 UABAB10 V， WABqUAB5.0107 J，B正確.,圖1,4.在電場中將一帶電荷量q1109 C的負電荷從B點移至A點時，克服電場力做功2106 J，將該電荷從A點移至C點，則需克服電場力做功3106 J，則BC間的電勢差大小為 A.5 000 V B.3 000 V C.2 000 V D.1 000 V,解析 電荷由B移到C，電場力做功為 WBCWBAWAC2106 J3106 J5106 J,所以BC間的電勢差大小為5 000 V.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,5.(2018廈門一中高二月考)電場中有A、B兩點，一個點電荷在A點的電勢能為1.2108 J，在B點的電勢能為8.0109 J.已知A、B兩點在同一條電場線上，如圖2所示，該點電荷的電荷量大小為1.0109 C，那么 A.該點電荷為負電荷 B.該點電荷為正電荷 C.A、B兩點間的電勢差UAB4.0 V D.把該點電荷從A點移到B點，電場力做功為WAB4.0 J,圖2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 點電荷在A點的電勢能大于在B點的電勢能，從A點移到B點電場力做正功，所以該點電荷一定為負電荷，且WABEpAEpB4.0109 J，故選項A正確，B、D錯誤；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,6.(多選)如圖3所示，在a點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量大小為q的帶電粒子，粒子到達b點時速度恰好為零，設(shè)a、b所在的電場線豎直向下，a、b間的高度差為h，則 A.帶電粒子帶負電 B.a、b兩點間的電勢差Uab C.b點場強大于a點場強 D.a點場強大于b點場強,圖3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,考點三 等勢面、電勢差與電場力的功 7.(2018清華附中高二檢測)在如圖4所示的負點電荷產(chǎn)生的電場中，一檢驗電荷從A點分別移到B、C、D、E點(此四點在以場源電荷為圓心的圓周上)，則下列情況正確的是 A.從A到B電場力做功最多 B.從A到E電場力做功最多 C.電場力做功一樣多 D.A點比D點電勢高,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 B、C、D、E在同一等勢面上，所以UABUACUADUAE，由WqU知做功一樣多，A、B錯誤，C正確； 在Q的電場中，D點比A點離場源電荷遠，所以D點的電勢比A點高，D錯誤.,8.(多選)如圖5所示，在Q形成的電場中，有a、b、c三點，它們到點電荷的距離分別為ra、rb、rc且rarbrc，且UabUbc，則 A.a點電勢高于c點電勢 B.a點場強比c點場強大 C.同一負電荷放在c點比放在a點的電勢能大 D.同一負電荷由a點移到b點與由b點移到c點靜電力做功相同,圖5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 由負電荷電場線和等勢面的分布知A錯誤，B正確； 因ca，同一負電荷在電勢低處電勢能大，C錯誤； 因UabUbc，所以WabWbc，D正確.,9.(2017泰州中學期中)如圖6所示，在兩等量異種點電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于MN對稱，b點位于MN上，d點位于兩電荷的連線上，以下判斷正確的是 A.b點場強大于d點場強 B.b點電勢高于d點電勢 C.試探電荷q在a點的電勢能小于在c點的電勢能 D.a、b兩點的電勢差等于b、c兩點間的電勢差,圖6,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 在兩等量異種電荷的連線上，中間點電場強度最小；在兩等量異種電荷連線的中垂線上，中間點電場強度最大，所以b點場強小于d點場強，A錯誤； 等量異種電荷連線的中垂線是一條等勢線，與在兩等量異種電荷連線上的點相比較，d點的電勢要高，所以d點電勢高于b點電勢，B錯誤； 因a點的電勢高于c點的電勢，故試探電荷q在a點的電勢能大于在c點的電勢能，C錯誤； 由對稱性可知，a、b兩點的電勢差等于b、c兩點間的電勢差，D正確.,10.(2018張家口市期末)如圖7所示，A、B、C是點電荷Q形成的電場中的點，BC是以O(shè)為圓心的一段圓弧.UAB5 V，正電荷q沿ABC移動，則 A.點電荷Q帶正電 B.沿BC運動時電場力做正功 C.B點的電場強度與C點的相同 D.q在A點時具有的電勢能比在C點時的大,圖7,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 根據(jù)A、B兩點的電勢差為5 V，可知電場方向沿AB方向，可知Q為負電荷，故A錯誤； BC為等勢面，故沿BC運動時電場力不做功，故B錯誤； 根據(jù)點電荷的電場強度公式E ，可知B、C兩點的電場強度大小相等，但方向不同，故C錯誤； 根據(jù)A、B兩點的電勢差為5 V，且q為正電荷，故在A點時具有的電勢能比在B點時的大，而B、C電勢相等，則在A點時具有的電勢能比在C點時的大，故D正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,11.(2018昆明市校級聯(lián)考)如圖8所示，虛線表示等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等，有一電子在該電場中運動，實線表示該電子的運動軌跡，電子在a點的動能等于28 eV，運動到b點時的動能等于4 eV，若取c點為零電勢點，當這個電子的電勢能等于6 eV時，它的動能等于 A.16 eV B.18 eV C.6 eV D.8 eV,圖8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 電子自a點運動到b時，電場力做負功：WabeUab4 eV28 eV 24 eV，得Uab24 V 由于相鄰兩等勢面的電勢差相等，故電勢差的大小關(guān)系有：Uab3Ubc，Ubc8 V 從b到c電場力做正功，WbceUbc 根據(jù)動能定理有：WbcEkcEkb 聯(lián)立得Ekc12 eV. 由于只有電場力做功，電勢能和動能之和保持不變， 故在c點：EEpcEkc12 eV 即電勢能和動能之和為12 eV，因此當電勢能等于6 eV時動能為18 eV， 故A、C、D錯誤，B正確.,1,2,3,4