高三物理第一輪復(fù)習(xí) 第七章 第二單元 第3課時(shí) 電勢 電勢差 電勢能課件 選修31

高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理第二單元第二單元 電場能的性質(zhì)電場能的性質(zhì)第第3課時(shí)課時(shí) 電勢電勢 電勢差電勢差 電勢能電勢能 選修3-1 第七章電場高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)一 電勢與電勢差1電勢差UAB(1)定義：電荷在電場中由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，_所做的功WAB跟_的電荷量的比值WAB/q，叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢差(也叫電壓)，用UAB表示(2)定義式：UAB_.(3)單位：_，1 V1 J/C.(4)電勢差是_，但有正負(fù)，正負(fù)表示電勢的高低高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理2電勢 (1)定義：在電場中選定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置，那么電場中某點(diǎn)跟這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢差叫該點(diǎn)的電勢在數(shù)值上等于把_從某點(diǎn)移動(dòng)到_(零電勢點(diǎn))時(shí)電場力所做的功(2)定義式： AUA0_.(3)單位：_.(4)電勢是_，但有正負(fù)，電勢的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢比零電勢高還是低答案：1(1)電場力移動(dòng)電荷 2(1)單位正電荷標(biāo)準(zhǔn)位置(3)伏特(V)(4)標(biāo)量(3)伏特(V)(4)標(biāo)量高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化 從能量的角度反映了電場的性質(zhì)電場力做功WAB與q成正比，與A到B的路徑無關(guān)，所以 既與q無關(guān)，又與A、B間的路徑無關(guān)由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度，因此 是從能的角度反映了電場的性質(zhì)(2)電場力做功有正負(fù)之分，電荷量也有正負(fù)之分，利用UAB 計(jì)算時(shí)，要注意到WAB、q及UAB的正負(fù)(3)證明UABUBA.設(shè)在電場中移動(dòng)同一個(gè)電荷從A到B電場力做功WAB，從B到A電場力做功WBA，由于電荷回到出發(fā)點(diǎn)A，所以WABWBA0，由此可得：UABUBA.高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理2電勢的理解(1)電場中某點(diǎn)的電勢是指這點(diǎn)和所選的零電勢點(diǎn)的電勢差(2)電勢的高低是相對的在討論電勢的大小時(shí)，首先必須選定某一位置的電勢為零，否則討論無意義零點(diǎn)的選取是任意的，但一般在理論上取離場源電荷無窮遠(yuǎn)處為零電勢位置實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常取大地為零電勢點(diǎn)在孤立正點(diǎn)電荷形成的電場中，各點(diǎn)電勢均為正值，即 0；在孤立的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場中，各點(diǎn)電勢均為負(fù)值，即 0.高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理(3)由電勢的定義不難得出，電場中某點(diǎn)的電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移至零勢點(diǎn)時(shí)電場力做的功這說明，當(dāng)電場中某點(diǎn)的位置和零電勢點(diǎn)確定后，這一點(diǎn)的電勢就確定了，與該點(diǎn)有無檢驗(yàn)電荷無關(guān)，即電勢的大小是由電場本身和零電勢位置決定，但電勢差卻與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)(4)沿電場線的方向電勢越來越低，場強(qiáng)的方向是電勢降落最快的方向(5)UAB A B，兩點(diǎn)間的電勢差等于兩點(diǎn)電勢的差高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)二 電勢能 1定義：電荷在電場中所具有與電荷_有關(guān)的能量叫電荷的電勢能2單位：焦耳(J) 3電勢能是_4特點(diǎn)(1)是電荷與所在電場所共有的，即屬于_的電勢能；(2)電勢能與零勢能參考點(diǎn)的選取有關(guān)，通常取無窮遠(yuǎn)處或_的電勢能為零答案：1位置 3標(biāo)量4(1)系統(tǒng)(2)大地高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化1電勢與電勢能的關(guān)系電勢的大小取決于場源電荷和該點(diǎn)的位置，數(shù)值上等于單位正電荷在該點(diǎn)具有的電勢能，與檢驗(yàn)電荷q無關(guān)電荷在電場中某點(diǎn)所具有的電勢能的大小，不僅與電勢大小有關(guān)，而且與檢驗(yàn)電荷的電荷量大小、正負(fù)都有關(guān)系，即Epq .高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理2電場力做功與電勢能、電勢差的關(guān)系電場力對電荷做功會(huì)引起電勢能的變化在電場中移動(dòng)電荷時(shí)，如果電場力對電荷做正功，電勢能就減少；如果電場力對電荷做負(fù)功，電勢能就增加電勢能的變化總等于電場力對電荷所做的功在電場中A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電場力做的功WAB等于電荷量q與A、B間電勢差的乘積：WABqUAB.此公式適用于任何電場由于電場力是保守力，故它對電荷做功與路徑無關(guān)高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)三 等勢面 1定義：電場中_的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢面 2在同一等勢面上移動(dòng)電荷，電場力_答案：1電勢相同 2不做功要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化1等勢面的實(shí)質(zhì)等勢面是為了形象、直觀地描述電場的場強(qiáng)分布和電勢分布而假想的面，實(shí)際上并不存在2等勢面的特點(diǎn)(1)在同一等勢面上移動(dòng)點(diǎn)電荷，電場力不做功，電荷的電勢能不變(電場力做的功為零時(shí)，電荷不一定沿等勢面移動(dòng))高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化(2)等勢面與電場線相垂直(3)等勢面密的地方場強(qiáng)大(4)任意兩個(gè)等勢面都不會(huì)相交(5)電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢較低的等勢面3常見電場的等勢面(1)點(diǎn)電荷的等勢面是一些同心球面(2)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線所在的平面是一個(gè)等勢面，其余等勢面對稱分布為雙曲面(3)勻強(qiáng)電場的等勢面為平行平面，等差等勢面間距離相等高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型一 電勢高低的判斷1根據(jù)電場線的方向來判斷(1)沿著電場線的方向，電勢逐漸降低，且沿電場線電勢降低最快(2)在同一等勢面上電勢相等，電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面2根據(jù)電勢差的定義UAB ，若UAB0，則A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢高；若UAB0，則A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理 如右圖所示，在等量正電荷連線的中垂線上取A、B、C、D四點(diǎn)，A、D兩點(diǎn)與B、C兩點(diǎn)均關(guān)于O點(diǎn)對稱，令各點(diǎn)電勢分別為 A、 B、 C、 D，則下列說法正確的是()A A B C D B A DC A D、 B C D A C、 B D高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理點(diǎn)評：(1)等量正點(diǎn)電荷連線的中垂線上，中點(diǎn)電勢最高(2)等量負(fù)點(diǎn)電荷連線的中垂線上，中點(diǎn)電勢最低(3)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線是等勢線，取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，中垂線上各點(diǎn)電勢為零解析：等量正點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O處合場強(qiáng)為零，中垂線O上方合場強(qiáng)沿中垂線向上，下方合場強(qiáng)沿中垂線向下，因“沿場強(qiáng)方向電勢降低”可判斷A錯(cuò)、B對；電勢是標(biāo)量，由對稱性可知C對、D錯(cuò)本題還可以根據(jù)等量正點(diǎn)電荷等勢面的分布情況，結(jié)合等勢面與電場線的關(guān)系判斷答案：BC高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練1.如右圖所示，P、Q是兩個(gè)電荷量相等的異種電荷，在其電場中有a、b、c三點(diǎn)在一條直線上，平行于P、Q的連線，b在P、Q連線的中垂線上， ， a、 b、 c分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢，Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的場強(qiáng)大小，下列說法正確的是()A a b c B a c bCEaEbEc DEbEaEcabbc高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：從a到b和從b到c，電場力對正電荷均做正功，所以a到b到c的電勢能逐漸變小電勢是標(biāo)量，疊加遵從代數(shù)加減法則根據(jù)正電荷產(chǎn)生的電勢為正，負(fù)電荷產(chǎn)生的電勢為負(fù)，電勢大小與電荷多少及距離有關(guān)，b點(diǎn)到正、負(fù)電荷距離一樣遠(yuǎn)，所以電勢為零，所以 a b c.根據(jù)等量異種電荷電場線分布可知EbEaEc，但應(yīng)注意三處場強(qiáng)方向不同答案：A高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型二 電場力做功與電勢差、電勢能的關(guān)系一帶電荷量為q3106 C的點(diǎn)電荷，從電場中A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，克服電場力做功6104 J，從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，電場力做功9104 J，則()AAB間電勢差為UAB200 VBBC間電勢差為UBC300 VC電荷在B點(diǎn)的電勢能大于在A點(diǎn)的電勢能D若以B點(diǎn)電勢為零，則電荷在C點(diǎn)的電勢能為EC9104 J解析：電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場力做功為WAB6104 J，根據(jù)電勢差的計(jì)算公式，高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理有： 300 V， 故A正確B錯(cuò)誤； 由于電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)克服電場力做功，電勢能增加，故電荷的在B點(diǎn)的電勢能大于在A點(diǎn)的電勢能，C正確設(shè) B0，根據(jù)UBC B C，解得 CUBC300 V，所以電荷在C點(diǎn)電勢能ECq C9104 J，D錯(cuò)誤答案：AC點(diǎn)評：首先在計(jì)算電勢差和電勢的時(shí)候都要注意做功、電荷量的正、負(fù)性；其次從電勢差確定電勢一定要有零勢點(diǎn)的選取說明；再次，要利用電場力做功的性質(zhì)來判斷電勢能的變化或高低高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練2.如右圖所示的勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A、B、C、D作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間，電場方向與面ABCD垂直下列說法正確的是()AA、D兩點(diǎn)間電勢差UAD與A、A兩點(diǎn)間電勢差UAA相等B帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑ADD移到D點(diǎn)，電場力做正功C帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑ADD移到D點(diǎn)，電勢能減小D帶電的粒子從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，沿對角線A C與沿路徑ABBC電場力做功相同高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：電場力的方向與面ABCD垂直，所以面ABCD是等勢面，A、D兩點(diǎn)的電勢差為0，又因A、A兩點(diǎn)的電勢差不為0，所以選項(xiàng)A錯(cuò)帶正電的粒子從A點(diǎn)到D電場力不做功，而由DD電場力做功，所以選項(xiàng)B正確；同理，帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑ADD移到D點(diǎn)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，選項(xiàng)C錯(cuò)；由電場力做功的特點(diǎn)得選項(xiàng)D也正確答案：BD高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型三 等勢面的理解與應(yīng)用a、b、c、d為某一電場中的等勢面一帶負(fù)電粒子飛入電場后只在電場力作用下沿M點(diǎn)到N點(diǎn)(見右圖)的虛線運(yùn)動(dòng)不計(jì)粒子的重力，由圖可知()AM點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大于N點(diǎn)處的電場強(qiáng)度B帶電粒子在N點(diǎn)的速度比在M點(diǎn)處的速度大C帶電粒子在N點(diǎn)處的電勢能比在M點(diǎn)處的電勢能大D四個(gè)等勢面電勢關(guān)系為 a b c d 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：先根據(jù)電場線與等勢線的關(guān)系作得如右圖所示的電場線，由此可知，M點(diǎn)處的電場線比N點(diǎn)處的電場線密，電場強(qiáng)度大，由此看出，等勢線密的地方電場線也密，故A正確在M點(diǎn)畫軌跡的切線為帶電粒子的速度方向，由于軌跡要處于電場力與速度所夾的角度內(nèi)，故電場力必須沿M點(diǎn)上的電場線向右，由此可知粒子運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)電場力做負(fù)功，電勢能增加，則動(dòng)能減小，速度減小，選項(xiàng)B錯(cuò)C對；又因?yàn)橐苿?dòng)的是負(fù)電粒子，則電勢將減小，四個(gè)等勢面電勢關(guān)系為 a b cUb，C選項(xiàng)不正確；根據(jù)檢驗(yàn)電荷的位移與所受電場力的夾角大于90，可知電場力對檢驗(yàn)電荷做負(fù)功功是能量變化的量度，可判斷由ab電勢能增加，B選項(xiàng)正確；又因電場力做功與路徑無關(guān)，系統(tǒng)的能量守恒，電勢能增加則動(dòng)能減小，即速度減小，D選項(xiàng)正確答案：BD高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理警示 混淆電勢與電勢差的概念將一電荷量為q2106 C的點(diǎn)電荷從電場外一點(diǎn)移至電場中某點(diǎn)A，電場力做功4105 J，求A點(diǎn)的電勢錯(cuò)解：電場力做功WqU，得U V20 V，所以可得A點(diǎn)電勢為20 V.分析糾錯(cuò)：錯(cuò)誤混淆了電勢與電勢差兩個(gè)概念間的區(qū)別在電場力的功的計(jì)算式WqU中，U是指電場中兩點(diǎn)間的電勢差而不是某點(diǎn)電勢解法一設(shè)場外一點(diǎn)P電勢為 P且 P0，從PA，電場力的功WqUPA，所以Wq( P A)，即41052106(0 A)，得 A20 V.高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解法二設(shè)A與場外一點(diǎn)P的電勢差為U，由WqU，所以U V20 V，設(shè)UP0，所以 20 V因?yàn)殡妶隽φ姾勺稣?，必由高電勢移向低電勢，所?A20 V答案：20 V點(diǎn)評：公式WqU有兩種用法：(1)當(dāng)電荷由AB時(shí)，寫為WqUABq(UAUB)，強(qiáng)調(diào)帶符號用，此時(shí)W的正、負(fù)直接與電場力做正功、負(fù)功對應(yīng)，如“解法一”；(2)W，q，U三者都取絕對值運(yùn)算，如“解法二”，但所得W或U的正負(fù)號需另做判斷高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理祝祝您您