2018-2019学年度教科版选修3-1 1.4电势能 电势与电势差 教案(4)
2018-2019学年度教科版选修3-1 1.4电势能 电势与电势差 教案(4)第3页

C.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,克服电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大

D.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大

四、对电势差与电势关系的理解

电势 φ 电势差U 区

别 定义 电势能与电量比值 φ=Ep/q 电场力做功与电量比值U=W/q 决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定 相对性 有,与零势能点选取有关 无,与零势能点选取无关 联

系 数值关系 UAB=φA-φB,当φB=0时,UAB=φA 单位 相同,均是伏特(V),常用还有kV,mV等 标矢性 都是标量,但均具有正负 物理意义 均是描述电场能的性质的物理量 特别提醒:(1)讲电势差,必须明确是哪两点的电势差.A、B间的电势差记为UAB,而B、A间的电势差记为UBA,UBA=φB-φA=-(φA-φB)=-UAB.

(2)电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低,若UAB>0,则φA>φB,若UAB<0,则φA<φB;电势的正负表示比零电势点的电势高还是低,φA>0,说明A点电势高于零电势点电势.

即时应用4.在电场中,A、B两点间的电势差UAB=75 V,B、C两点间的电势差为UBC=-200 V,则A、B、C三点电势高低关系为(C)

A.φA>φB>φC    B.φA<φC<φB C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA

五、对电场力做功与电势差关系的理解

1.正确理解电势差UAB=WAB/q

(1)定义式UAB=WAB/q,式中UAB为A、B两点间的电势差,WAB为q从初位置A运动到末位置B时静电力做的功,计算时W与U的角标要对应.

(2)决定因素:由电场本身性质决定,与WAB、q无关.

2.电场力做功的求解方法

(1)WAB=qUAB,既适用于匀强电场,又适用于非匀强电场.

(2)W=qEd适用于匀强电场,公式中d表示初末位置间沿电场线方向的距离.

(3)WAB=EpA-EpB=-ΔEp,适用于任何电场.

以上三个公式可以互相导出,应用时注意它们的适用条件,根据具体情况灵活选用公式.

3.各物理量的符号问题:

(1)WAB、UAB、q均可正可负,WAB取正号表示静电力做正功,UAB取正号表示φA>φB,q取正号表示试探电荷为正电荷.WAB取负号表示静电力做负功,UAB<0表示φA<φB,q取负号表示试探电荷为负电荷.

(2)涉及W、U、q三者关系的计算时,可将各量的正负号及数值一并代入进行计算,也可以各物理量都取绝对值,电场力做功的正负要根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定,电势差的正负要看在电场中的始末位置及场强方向.

即时应用5.对于电场中的A、B两点,下列说法正确的是(C)

A.电势差的定义式UAB=WAB/q,说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比

B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点静电力所做的功

C.若将1 C正电荷从A点移到B点,静电力做1 J的功,则两点间的电势差为1 V

D.若电荷由A点移到B点的过程中,除受静电力外,还受其他力的作用,则电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功

课堂互动讲练:

类型一、电势高低及电势能增减的判断

例题1如图所示,某区域电场左右对称分布,M、N为对称线上的两点,下列说法正确的是(AC)

A.M点电势一定高于N点电势

B.M点场强一定大于N点场强

C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

D.将电子从M点移动到N点,电场力做正功

【思路点拨】 由电场线的分布和方向可以确定电场强度的大小和方向,电势的高低,结合试探电荷的电性及移动才能确定电势能的大小和电场力做功情况.

【规律总结】 电势高低及电势能增减的判断方法:

(1)沿电场线方向电势越来越低;

(2)电场力做正功电势能减小,电场力做负功电势能增加.

变式训练1如图所示,A、B、C为电场中同一电场线上的三点.设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法中正确的是(A )

A.若在C点无初速地释放正电荷,则正电荷向B运动,电势能减少