高中物理 1.5《電勢差》課件 新人教版選修3-1.ppt
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第五節(jié) 電勢差,第一章 靜電場,從上節(jié)所學(xué)的知識我們知道,電場中各點(diǎn)的電勢一般來說是不相等的,也就是說,電場中兩點(diǎn)的電勢存在一個差值,這個差值我們把它叫做“電勢差”。,,,1、電勢差:電場中兩點(diǎn)間的電勢之差。俗稱電壓。 (1)計算式: ,,(2)單位:伏特(V),UAB=-UBA,,a.電場中某點(diǎn)的電勢,就是該點(diǎn)相對于零電勢點(diǎn)的電勢差,b.電池的電壓為1.5V,就是說其正極的電勢比負(fù)極高1.5V ;燈泡獲得1V的電壓就是說其兩端間的電勢之差為1V。,c.若電場中有A、B兩點(diǎn),φA=4V、φB=-2V,則A、B兩點(diǎn) 的電勢差是多少?,UAB=6V 或UBA=-6V,,,(3)電勢差是標(biāo)量。其正負(fù)表示大小。,用公式WAB=qUAB 時,WAB、q、UAB都有正負(fù),計算時都要帶正負(fù)號。,2、電場力做的功(電功):,如圖所示,電荷q從電場中的A移動到B時,電場力做的功為:,我們知道,處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個等勢體,若導(dǎo)體上各點(diǎn)存在電勢差,則電荷就要定向移動,電場力就要做功??梢?,電勢差與電功有一定的關(guān)系。,猜想:電勢差的大小與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)嗎?,無關(guān),,,小結(jié):,1、電勢差,能的性質(zhì)的物理量,他們的大小都跟有無試探電荷無關(guān);而電勢能的大小則與試探電荷的電荷量有關(guān)(,和電勢,都是描述電場的,大,-q在φ高處Ep?。?。,2、電勢的高低與參考點(diǎn)的選取有關(guān),但電勢差 與參考點(diǎn)的選取無關(guān)。(這一關(guān)系類似于高 度與參考平面的選取有關(guān),高度差與參考平 面的選取無關(guān)。),;+q在φ高處Ep,,,鞏固練習(xí):,1、(P25之3),2、如圖所示,在正的點(diǎn)電荷Q的電場中有a、b兩點(diǎn),它們到點(diǎn)電荷Q的距離 r1r2 。若a、b兩點(diǎn)間的電勢差為100V,將二價負(fù)離子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)是電場力對電荷做功還是電荷克服電場力做功?做功多少?,解:Wab=qUab= -2×1.6×10-19×100J = -3.2×10-17J 0 故是電荷克服電場力做了 3.2×10-17J的功。,,,3、帶電量為+3×10-6C的粒子先后經(jīng)過電場中的A、B兩點(diǎn),克服電場力做功6×10-4J,已知B點(diǎn)電勢為50V,則(l)A、B間兩點(diǎn)間的電勢差是多少? (2)A點(diǎn)的電勢是多少? (3)電勢能變化了多少? (4)把電量為-3×10-6C的電荷放在A點(diǎn)的電勢能是多 少?,解:(1),(2)φA=UAB+φB=(-200+50)V= -150V,(3)因為克服電場力做功6×10-4J,所以電勢能增 加了6×10-4J。,(4)EpA=qφA= -3×10-6×(-150)J= 4.5×10-4J,,,4、如圖所示是某電場中的一簇等勢面,甲等勢面的電 勢為90V,乙等勢面的電勢為-10V,各相鄰等勢面間 的電勢差相等。(l)將q=+1×10-8 C的電荷從A點(diǎn)移到 B點(diǎn),電場力做功 ;(2)將-1×10-8 C 的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做功 ;(3) 在圖中定性畫出幾條電場線.,返回頂部,·,WAB=qUAB=qU甲乙 =1×10-8×[90-(-10)]J =1×10-6J,(2)WAC=qUAC=-q·2UAB=-2×10-6J,(3)由電場線與等勢面垂直,可畫 出如右圖所示的幾條電場線。,解:(1),,,5、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,,,6、如圖所示,光滑的絕緣豎直細(xì)桿與以正電荷Q為圓心的圓周交于B、C兩點(diǎn),設(shè)AB=BC=h。一質(zhì)量為m、電荷量為-q的空心小球從桿上A點(diǎn)從靜止開始下落,滑到B點(diǎn)時的速度 。 試求(1)小球滑到C點(diǎn)的速度; (2)A、C兩點(diǎn)的電勢差。,解:(1)從B→C,根據(jù)動能定理得: mgh=mVC2/2-mVB2/2……① 而 ……②,聯(lián)立①②解得:,(2)從A→C,根據(jù)動能定理得:mg·2h+qUAC=mVC2/2 解之得:,,,7、如圖所示,實(shí)線為電場線,虛 線為等勢線,且相鄰兩等勢線間的電勢差相等。一正電荷在φ3上時具有動能20J,它運(yùn)動到等勢線φ1上時速度為0。令φ2=0,則該電荷的電勢能Ep=4J時,其動能大小為( ),C,A) 16J ; B) 10J C) 6J; D) 4J,解:從φ3→φ1,由動能定理有:qφ3-qφ1=0-20……①,又φ1-φ2=φ2-φ3 因φ2=0 故有 qφ1=-qφ3……②,聯(lián)立①②解得: qφ1=10J qφ3=-10J,即電荷在φ3時具有的總能量為E=Ep+Ek=(-10+20)J,由能量守恒定律可知:當(dāng)Ep=4J時,Ek=6J,,,8、如圖所示,在場強(qiáng)為E的水平勻強(qiáng)電場中,一根長為L的絕緣桿,兩端分別固定著帶有電量+q和-q的小球(大小不計)?,F(xiàn)讓絕緣桿繞中點(diǎn)O逆時針轉(zhuǎn)動α角,則轉(zhuǎn)動中帶電小球克服電場力做功為多少?,解:絕 緣桿繞中點(diǎn)O 逆時針轉(zhuǎn)動α角時,+q和-q 所受電場力均做負(fù)功,且數(shù)值相等。故帶電 小球克服電場力做的總功為:,W=2×qE·(1-COSα) ·L/2=qEL ·(1-COSα),,,9、在兩個等量同種點(diǎn)電荷的連線上,有與連線中點(diǎn)O等距的兩點(diǎn)a、b,則( ) A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)矢量相同 B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢相同 C.a(chǎn)、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢之差相等 D.同一試探電荷放在a、b兩點(diǎn)的電勢能相等,BCD,,,10、如圖所示,B、C、D是以+Q為圓心的圓周上 的三個點(diǎn),將一檢驗電荷從圓內(nèi)A點(diǎn)分別移動到B、C、D各點(diǎn)時,電場力做功是( ) A.WAB>W(wǎng)AC B.WAD>W(wǎng)AB C.WAC>W(wǎng)AD D.WAB=WAC,D,,,作業(yè):,如圖所示,勻強(qiáng)電場中A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一個直角三角形,AB=4cm,BC=3cm。把電荷量q=-2×10-10C的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做功4.8×10-8J;再由B點(diǎn)移到C點(diǎn)克服電場力做功4.8×10-8J。若取B點(diǎn)的電勢為零,求A、C兩點(diǎn)的電勢和場強(qiáng)方向。,,,解:把電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時: UAB=WAB/q=4.8×10-8/(-2×10-10)V=-240V 因φB=0, 故φA=UAB+ φB=-240V 把電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時: UBC=WBC/q=4.8×10-8/(-2×10-10)V=-240V 因φB=0, 故φC=UBC+ φB=-240V 因φA= φC,故A、C在同一等勢線上。從而 電場線的方向垂直于AC斜向上。如圖所示.,,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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