2 电势差 定位·学习目标 1.了解电势差的内涵,并能解释相关的静电现象,具有与其对应的物质观念和能量观念。 2.能在熟悉的情境中运用等势线模型解决问题,能用与电势差相关的证据解释静电现象,培养科学思维能力。 3.理解等势面的含义,能体会形象思维与抽象思维的相互关联,感悟物理学的内在之美,培养科学态度与责任。 知识点一 电势差 探究新知 1.定义:在电场中,两点之间电势的差值。电势差也叫作电压。 2.表达式:在电场中,A、B两点的电势差UAB=A-B,UBA=B-A,显然UAB=-UBA。 3.标矢性:电势差是标量,可以是正值,也可以是负值。若UAB>0,表示A点电势比B点电势高;若 UAB<0,表示A点电势比B点电势低。 4.单位:与电势的单位相同,在国际单位制中是伏特,符号是V。 5.与静电力做功的关系 (1)表达式:WAB=qUAB或UAB=。 (2)应用:若已知两点的电势差,计算两点间移动电荷的静电力做的功时不必考虑静电力和电荷移动的路径。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)若电场中两点的电势均为正值,其电势差也一定是正值。( × ) (2)两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点的过程中,静电力所做的功。( × ) (3)1 C正电荷从电场中一点移动到另一点,如果静电力做了1 J的功,那么这两点间的电势差就是1 V。( √ ) (4)在电荷由A点移到B点的过程中,当有静电力以外的其他力做功时,两点间的电势差会因这些功的不同而不同。( × ) 知识点二 等势面 探究新知 1.定义:电场中电势相同的各点构成的面。 2.特点 (1)在同一个等势面上移动电荷时,静电力不做功。 (2)等势面一定跟电场线垂直,即跟电场强度的方向垂直。 (3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)电荷在同一等势面上移动时不受静电力作用,所以不做功。( × ) (2)同一等势面上各点的电场强度一定相等。( × ) (3)匀强电场中的等势面是互相平行且垂直于电场线的一簇平面。( √ ) (4)同一电场中的两个等势面,无论其间距离如何变化,其间电势差一定相等。( √ ) 要点一 对电势差的理解 情境探究 如图所示,已知A点的电势为A,B点的电势为B。 (1)A、B两点的电势差UAB是多少 (2)电荷量为q的电荷在A、B两点的电势能是多少 (3)将电荷量为q的电荷从A点移到B点,静电力做的功是多少 其电势差与静电力做功有什么关系 若试探电荷电性不同,是否会影响其间的电势差 答案:(1)A、B两点的电势差UAB=A-B。 (2)电荷量为q的电荷在A点的电势能EpA=qA,在B点的电势能EpB=qB。若电性不同,电势能也不同。 (3)将电荷量为q的电荷从A点移到B点,静电力做的功WAB=EpA-EpB=qA-qB=q(A-B)=qUAB,可得出UAB=。若试探电荷为正电荷,则 WAB>0,可知UAB>0;若试探电荷为负电荷,则WAB<0,因q<0,可知UAB>0,即UAB不变。 要点归纳 1.对电势差的理解 (1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差也有确定值。 (2)对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差,且前、后顺序要明确。如A、B间的电势差 UAB≠UBA。 (3)电场中某点与零电势点之间的电势差等于该点的电势。 2.公式UAB=的理解 (1)公式UAB=中WAB仅是静电力做的功,也可由WAB=qUAB求静电力做的功。 (2)应用时需要把电荷q的电性和电势差UAB的正负代入进行运算。 (3)利用WAB=qUAB计算静电力做功时,无论电场情况如何,运动轨迹怎样,只要已知UAB,就可计算在A、B两点间移动电荷q时静电力做的功。 3.电势和电势差的比较 项目 电势 电势差UAB 区别 定义 电势能与电荷量的比值= 静电力做的功与电荷量的比值 UAB= 决定 因素 由电场及位置决定,与q、Ep无关 由电场及场内两点位置决定,与q、WAB无关 相对 ... ...
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