15電勢差課件新人教版3-1.ppt

新人教版物理選修3 1 第五節(jié) 電勢差 一 電勢差與電勢的關(guān)系 1 電勢差 電場中兩點(diǎn)間電勢的差值 也叫電壓 則有 或者表示成 顯然 則有 例如 A B C D 0V 1V 2V 3V 電勢和高度都具有相對性 與參考點(diǎn)的選擇有關(guān) 而高度差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān) E 0V 1V 2V 1V 二 靜電力做功與電勢差的關(guān)系 即 或 思考題 1 UAB由什么決定 跟WAB q有關(guān)嗎 由電場本身的因素決定與WAB q無關(guān)2 WAB跟q UAB有關(guān)嗎 跟q UAB都有關(guān) 1 關(guān)于電勢差和電場力作功的說法中 正確的是 A 電勢差的大小由電場力在兩點(diǎn)間移動電荷做的功和電荷的電量決定B 電場力在兩點(diǎn)間移動電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢差和該電荷的電量決定C 電勢差是矢量 電場力作的功是標(biāo)量D 在勻強(qiáng)電場中與電場線垂直方向上任意兩點(diǎn)的電勢差均為零 1 BD 課堂訓(xùn)練 2 如圖所示的電場 E 1000V C ab 3cm bc 2cm 將電荷量為q 5 10 8C的點(diǎn)電荷沿矩形abcda移動一周 則電場力做的總功為 a b兩點(diǎn)間的電勢差Uab為 a c兩點(diǎn)的電勢差Uac為 0 30V 30V 3 如圖所示的電場中 A B兩點(diǎn)間的電勢差UAB 20V 將點(diǎn)電荷q 2 109C 由A點(diǎn)移到B點(diǎn) 靜電力所做的功是多少 WAB 4 0 10 8J 4 電場中A B兩點(diǎn)的電勢是 A 800V B 200V 把電荷q 1 5 10 8C由A點(diǎn)移到B點(diǎn) 電場力做了多少功 電勢能是增加還是減少 增加或者減少多少 WAB 1 5 10 5J電勢能增加 增加1 5 10 5J 課堂訓(xùn)練 5 在如圖所示的電場中 把點(diǎn)電荷q 2 10 11C 由A點(diǎn)移到B點(diǎn) 電場力做功WAB 4 10 11J A B兩點(diǎn)間的電勢差UAB等于多少 B A兩點(diǎn)間的電勢差UBA等于多少 UAB 2VUBA 2V 誤區(qū)1 帶電體在電場中運(yùn)動時 對電場力做功引起的電勢能變化 與其它力做功引起的能量變化分辨不清 點(diǎn)撥 1 只有電場力做功只發(fā)生電勢能和動能之間的相互轉(zhuǎn)化 電勢能和動能之和保持不變 它們之間的大小關(guān)系為 W電 E電 Ek 2 只有電場力和重力做功只發(fā)生電勢能 重力勢能和動能之間的相互轉(zhuǎn)化 電勢能 重力勢能 動能三者之和保持不變 功和能的大小關(guān)系為 W電 WG E電 Ep Ek 3 多種力做功多種形式的能量參與轉(zhuǎn)化 要根據(jù)不同力做功和不同形式能轉(zhuǎn)化的對應(yīng)關(guān)系分析 總功等于動能的變化 其關(guān)系為 W電 W其他 Ek 在靜電場中有a b c三點(diǎn) 有一個電荷q1 3 10 8C 自a移到b 電場力做功3 10 6J 另有一個電荷q2 1 10 8C 自a移到c 電場力做功3 10 6J 則a b c三點(diǎn)的電勢由高到低的順序是 b c兩點(diǎn)間的電勢差Ubc為 V 答案 c a b400 將一個電量為 2 0 10 8C的點(diǎn)電荷 從零電勢點(diǎn)S移到M點(diǎn)要克服電場力做功4 0 10 8J 則M點(diǎn)電勢 M 若將該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn) 電場力做功1 4 10 7J 則N點(diǎn)的電勢 N MN兩點(diǎn)的電勢差UMN 解 各量的正負(fù)均代入公式中 由而USM S M 0 M所以 M 2 0V而UMN M N 所以 N 5 0V 如圖所示 把電量為 5 10 9C的電荷 從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn) 其電勢能 選填 增大 減小 或 不變 若A點(diǎn)的電勢UA 15V B點(diǎn)的電勢UB 10V 則此過程中電場力做的功為 J 答案 增大 2 5 10 8J 圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1 2 3 4 相鄰的等勢面之間的電勢差相等 其中等勢面3的電勢為0 一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動 經(jīng)過a b點(diǎn)時的動能分別為26eV和5eV 當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動到某一位置 其電勢能變?yōu)?8eV時 它的動能應(yīng)為 A 8eVB 13eVC 20eVD 34eV 解析 由圖可判斷b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢 設(shè)各等勢面間電勢差為U 則由能量守恒 2Uq 26eV Uq 5eV所以Uq 7eV 所以 點(diǎn)電荷能量為7eV 5eV 12eV所以 當(dāng)電勢能為 8eV時 動能為12eV 8 eV 20eV 答案 C 如圖所示 a b c表示點(diǎn)電荷的電場中的三個等勢面 它們的電勢分別為一帶電粒子從等勢面a上某處由靜止釋放后 僅受電場力作用運(yùn)動 已知它經(jīng)過等勢面b時的速率為v 則它經(jīng)過等勢面c時的速度為 答案 1 5v 解析 依題條件知電場力做正功 設(shè)帶電粒子電量為q 粒子到等勢面c時的速率為v 則解得v 1 5v 如圖所示 Q為固定的正點(diǎn)電荷 A B兩點(diǎn)在Q的正上方和Q相距分別為h和0 25h 將另一點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放 運(yùn)動到B點(diǎn)時速度正好變?yōu)榱?若此電荷在A點(diǎn)處的加速度大小為g 試求 1 此電荷在B點(diǎn)處的加速度 2 A B兩點(diǎn)間的電勢差 用Q和h表示 解析 1 由題意可知 這一電荷必為正電荷 設(shè)其電量為q 由牛頓第二定律 在A點(diǎn)時在B點(diǎn)時 m aB 解得aB 3g 方向豎直向上 2 從A到B過程 由動能定理mg h 0 25h qUAB 0 UAB 答案 1 aB 3g 方向豎直向上 請你探究電場強(qiáng)度 電勢差 電勢和電勢能幾個概念的異同點(diǎn) 答案 1 電場強(qiáng)度 電勢都是由電場本身決定的 與是否放入電荷無關(guān) 而電勢能是由電場和電荷共同決定的 2 電場強(qiáng)度是描述電場強(qiáng)弱和方向的物理量 也是反映電場力的性質(zhì)的物理量 而電勢和電勢能是反映電場能的性質(zhì)的物理量 3 電勢 電勢能的大小與零參考點(diǎn)的選取有關(guān) 是相對的 而電勢差的大小與零參考點(diǎn)無關(guān) 小結(jié) 1 電勢