2016-2017学年高中物理选修3-1学案：1.5+电势差
好用1.5《电势差》课件(新人教版 选修3-1)
Ep
大，-q在φ高处Ep小）。
2、电势的高低与参考点的选取有关，但电势差 与参考点的选取无关。（这一关系类似于高 度与参考平面的选取有关，高度差与参考平 面的选取无关。）
巩固练习：
1、（P25之3）
2、如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，
它们到点电荷Q的距离 r1<r2 。若a、b两点间的电势 差为100V，将二价负离子由a点移到b点是电场力对 电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？ 解：Wab=qUab= -2×1.6×10-19×100J = -3.2×10-17J <0 故是电荷克服电场力做了=（-200+50）V= -150V （3）因为克服电场力做功6×10-4J，所以电势能增 加了6×10-4J。 （4）EpA=qφA= -3×10-6×(-150)J= 4.5×10-4J
4、如图所示是某电场中的一簇等势面，甲等势面的电 势为90V，乙等势面的电势为－10V，各相邻等势 面间的电势差相等。（l）将q=+1×10-8 C的电荷从A点 移到B点，电场力做功 ；（2）将 － 1 ×10-8 C 的电荷从A点移到C点，电场力做功 ； （3）在图中定性画出几条电场线． 甲 · A 解：（1） · WAB=qUAB=qU甲乙 · B =1×10-8×[90-（-10）]J 乙 · C -6J =1×10 （2）WAC=qUAC=-q· AB=-2×10-6J 2U （3）由电场线与等势面垂直，可画 出如右图所示的几条电场线。
• （3）电势差是标量。其正负表示大小。
我们知道，处于静电平衡状态的导体是一个等势体，若导体 上各点存在电势差，则电荷就要定向移动，电场力就要作功。可 见，电势差与电功有一定的关系。
2、电场力做的功（电功）：WAB E pA E pB qUAB
人教版高二物理选修3-1第一章 1.5 电势差 课件
电势具有相对性，与参考点的选择有关。
15V 5V
1A8V
B
8V
0V —3V E
C
D
3V
0V
电势的差值与参考点的选取无关.
1.电势差:电场中两点间电势的差值.
也叫电压. 符号:U 单位:V 2.公式:
A
B
E
设电场中A点的电势为 A ，B点的电势为 B
则有
U AB A B
N
C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功。
a
D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功。
d P b
练一练:
1.在如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11C，
由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两 点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA
等于多少？
U AB
WAB q
或者
U BA B A
显然
U AB U B A
电势差可以是正值也可以是负值，电势差的
正负表示什么意义？
15V 5V
0V —3V E
A
B
C
D
U AB 10V U BA 10V
表示两点电势高低
二. 静电力做功与电势差的关系
推导: 电荷q从电场中A点移到B点，
A
B
WAB EPA EPB q A qB
场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加 或者减少多少？
WAB EPA EPB q A qB q( A B ) 1.5105 J
电场力做了负功,电势能增加1.5105 J
U AB A B 1000V ;WAB qU AB 1.5105 J
2016-2017学年人教版高中物理选修3-1学案_2.7 闭合电路的欧姆定律正式版
2.7 闭合电路的欧姆定律（一）【考纲要求】1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和；2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题；3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。
知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压；4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题；5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。
【自主学习】 一．闭合电路1.闭合电路由哪些构成？用导线把电源、用电器连成闭合电路. 外电路: 内电路:2.闭合电路中的电流在内、外电路中电流是怎样的？在外电路中，电流方向由流向，沿电流方向电。
在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由移到，所以电流方向为流向。
内电路与外电路中的电流强度。
3.闭合电路中的电势如图2.7-2电源(干电池)的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势。
在正负极之间，电源的内阻中有电流，沿电流方向电势. 闭合电路中的电势如图2.7-3所示 (1)在外电路中，沿电流方向电势。
(2)在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。
4、如图2.7-4，设闭合电路中的电流I ，讨论电路中能力转化。
（1）若外电路中的用电器都是纯电阻R ，在时间t 内外电路中有多少电能转化为内能？图 2.7-1 图2.7-4 图2.7-2图2.7-3图2.7-6（2）内电路也有电阻r ，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？（3）电流流经电源时，在时间t 内非静电力做多少功?（4）以上各能量之间有什么关系？二 闭合电路欧姆定律 对纯电阻电路 1.公式:或 2.内容： 3.适用条件： 说明：1、U 外=IR 是外电路上总的电势降落，习惯上叫2、U 内=Ir 是内电路上的电势降落，习惯上叫3、电动势等于内外电路电动势之和 即E=U 外+ U 内此式适用于所有电路 。
高中物理选修3-1《1.5电势差》精品课件
熟能生巧
1.关于等势面正确的说法是（ CD ） A．电荷在等势面上移动时静电力不做 功，所以不受静电力的作用， B．等势面上各点的场强大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．两等势面不能相交，也不能相切
熟能生巧
2.一个点电荷，从静电场中的a点移至b 点，其电势能的变化为零，则（ B ） A．a、b两点的场强一定相等 B．a、b两点的电势相等 C．该电荷一定沿等势面移动 D．作用于该点电荷的电场力与其移动 方向总是垂直的
1.对于电场中A､B两点,下列说法正确的是( A) A.将1 C电荷从A点移到B点,电场力做1 J的功,这两点间的 电势差为1 V B.电势差的定义式UAB=WAB/q,说明两点间的电势差UAB 与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反 比 C. A､B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电 场力所做的功 D.电荷由A点移到B点的过程中,除受电场力外,还受其他 力的作用,电荷电势能的减少量就不再等于电场力所 做的功
1.5电势差
2014-9-8
重点诠释
1、电势差与电势零点的选取无关 2、电势差UAB与WAB、q无正比、反比关系， 只是可以利用测量A、B的电势差 3、UAB仅与电场中A、B的位置有关，反映电 场本身性质。在确定的电场中，即便不放 入电荷，任何两点间的电势差都是确定的 4、WAB＝qUAB,WAB由q、UAB共同决定
• 电势能的变化惟一决定于电场力做的 功,与其他力是否做功、做多少功都没 有关系
熟能生巧
2.在电场中把一个电荷量为－6×10－7 C 的点电荷从A点移到B点，电场力做功 为－3×10－5 J，将此电荷从B点移到C 点，电场力做功为4.5×10－5 J，求： (1)A与C两点间的电势差。 -25V (2)取A点为电势零点时，C的电势为多 大？ 25V
人教版 高二物理 选修3-1 第一章：1.5 电势差 课件(共18张PPT)
B.电场力做功大小WAO大于W0B C.q运动到O点时的动能最大
D.q运动到O点时电势是匀强电场中的四个点，
它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线
与矩形所在的平面平行。已知a点的电势 是20V，b点的电势是24V，d点的电势是4V， 如图。由此可知，c点的电势为（ ）
A．b点场强大于d点场强
B．b点场强小于d点场强
C．a、b两点的电势差等于
b、c两点间的电势差
D．试探电荷+q在a点的
电势能小于在c点的电势能
12:两个带等量正电的点电荷，固定在图 中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交 PQ于O点，A点为MN上的一点。一带负电 的试探电荷q，从A点由静止释放，只在 静电力作用下运动．取无限远处的电势 为零，则
A、4V
B、8V C、12V D、24V
14. 如图所示，在平面直角 中，有方 向平行于坐标平面的匀强电场，其中 坐标原点处的电势为0 V，点A处的电 势为6 V, 点B处的电势为3 V, 则电场 强度的大小为
A.200V/m B.200 V/m
C.100 V/m D. 100 V/m
15如图所示，匀强电场中有A．B．c三点．在
球拉到水平位置，然后放手，小球由静止
开始向下摆动，当细线转过θ角时小球的 速度恰好为零.问：A、B两点的电势差为
多少？
Oθ
A
B 图
7如图10所示，实线为电场线，虚线为等势线，
且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为 EA、EB、EC ，电势分别为φA．φB．φC，AB、 BC间的电势差分别为UAB．UBC,则下列关系中正
2、下列关于电势高低的判断中正确
A、负电荷从A移到B时，若外力做功，则 A点电势一定高
2017秋高中物理选修3-1导学案：1-6电势差与电场强度的
6 电势差与电场强度的关系[学习目标] 1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系：U ＝Ed ，并了解其适用条件.2.会用U ＝Ed 或E ＝U d解决有关问题.[导学探究] 如图1所示的一个匀强电场，场强大小为E ，A 、B 是沿电场方向上的两点，其电势差为U ，A 、B 之间相距为d .现将一个电荷量为q 的电荷由A 移到B .图1(1)从力和位移的角度计算静电力所做功的大小；通过A 、B 间的电势差计算静电力做功的大小.(2)比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系. (3)B 、C 在同一等势面上，U AC 与电场强度有何关系？ 答案 (1)W AB ＝Fd ＝qEd W AB ＝qU AB (2)U AB ＝Ed (3)U AC ＝Ed [知识梳理]1.匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)关系式：U AB ＝Ed 或E ＝U ABd. (2)物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积. (3)适用条件 ①匀强电场.②d 为两点沿电场方向的距离. 2.公式E ＝U ABd的意义 (1)意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场强度方向距离的比值.(2)电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势. (3)电场强度的另一个单位：由E ＝U ABd可导出电场强度的另一个单位，即伏[特]每米，符号为V/m.1V/m ＝1N/C.[即学即用] 判断下列说法的正误. (1)公式U ＝Ed 适用于所有电场.(×)(2)由U ＝Ed 可知，匀强电场中两点的电势差与这两点的距离成正比.(×) (3)匀强电场的场强值等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值.(√) (4)沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等.(×)(5)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积.(×)一、关于场强的三个表达式的比较例1 如图2所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上做一个半径为10cm 的圆，在圆周上取如图所示的A 、B 、C 三点，已知A 、B 两点间电势差为1350V ，图2(1)求匀强电场的场强大小.(2)若在圆心O 处放置电荷量为10－8C 的正点电荷，求C 点电场强度的大小和方向.(结果保留三位有效数字)答案 (1)9000V/m (2)1.27×104 N/C ，方向与水平方向成45°角斜向右上解析 (1)由题图知A 、B 两点在匀强电场方向上的距离d ＝r ＋r2＝0.15m ，所以匀强电场场强E ＝U d＝9000V/m.(2)设正点电荷在C 处产生的电场强度为E 1，则E 1＝kQr2＝9×103N/C ，方向由O 指向C .C 处另有匀强电场，场强E ＝9×103N/C ，方向水平向右，与E 1垂直，根据平行四边形定则，C 处合电场的场强为E ′＝E 21＋E 2≈1.27×104N/C ，方向与水平方向成45°角斜向右上.二、对关系式U ＝Ed 和E ＝Ud的理解 1.关系式表明了电场强度与电势差的关系(1)大小关系：由E ＝U d可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势，电场强度是电势差对空间位置的变化率，电势随空间变化的快慢，反映了电场强度的大小. (2)方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向. 2.U ＝Ed 的两个推论(1)在匀强电场中，沿任意一个方向，电势变化都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等.(2)在匀强电场中，相互平行且长度相等的线段两端点的电势差相等.例2 如图3所示，在xOy 平面内有一个以O 为圆心、半径R ＝0.1m 的圆，P 为圆周上的一点，O 、P 两点连线与x 轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小E ＝100V/m ，则O 、P 两点的电势差可表示为( )图3A.U OP ＝－10sin θ (V)B.U OP ＝10sin θ (V)C.U OP ＝－10cos θ (V)D.U OP ＝10cos θ (V) 答案 A解析 由题图可知匀强电场的方向是沿y 轴负方向的，沿着电场线的方向电势是降低的，所以P 点的电势高于O 点的电势，O 、P 两点的电势差U OP 为负值.根据电势差与场强的关系可得U OP ＝－Ed ＝－E ·R sin θ＝－10sin θ (V)，所以A 正确.例3 如图4所示，P 、Q 两金属板间的电势差为50V ，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d ＝10cm ，其中Q 板接地，两板间的A 点距P 板4cm.求：图4(1)P 板及A 点的电势.(2)保持两板间的电势差不变，而将Q 板向左平移5cm ，则A 点的电势将变为多少？ 答案 (1)－50V －30V (2)－10V解析 板间场强方向水平向左，可见Q 板电势最高.Q 板接地，则电势φQ ＝0，板间各点电势均为负值.利用公式E ＝Ud可求出板间匀强电场的场强，再由U ＝Ed 可求出各点与Q 板间的电势差，即各点的电势.(1)场强E ＝U d ＝5010×10V·m －1＝5×102V·m －1Q 、A 间电势差U QA ＝Ed ′＝5×102×(10－4)×10－2V ＝30V所以A 点电势φA ＝－30V ，同理可求得P 板电势φP ＝U PQ ＝－50V (2)当Q 板向左平移5cm 时，两板间距离d ″＝(10－5) cm ＝5cmQ 板与A 点间距离变为d＝(10－4) cm －5cm ＝1cm电场强度E ′＝U d ″＝505×10－2V·m －1＝1.0×103V·m －1Q 、A 间电势差U QA ′＝E ′d＝1.0×103×1.0×10－2V ＝10V所以A 点电势φA ＝－10V.在应用公式U AB ＝Ed 时可简化为U ＝Ed ，即只把电势差大小、场强大小通过公式联系起来，至于电势差的正负、电场强度的方向我们可根据题意另作判断. 三、非匀强电场中的电势差与电场强度的关系例4 如图5所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa ＝50V ，φc ＝20V ，则a 、c 连线中点b 的电势φb 为( )图5A.等于35VB.大于35VC.小于35VD.等于15V答案 C解析 从电场线疏密可以看出E a ＞E b ＞E c ，由公式U AB ＝Ed 可以判断U ab ＞U bc ，所以φb ＜φa ＋φc2＝35V.U AB ＝Ed 只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题.(1)由图3中电场线分布可知，ab 段上任一点的场强都大于bc 段上任一点的场强，由U AB ＝Ed 知，U ab ＞U bc .(2)在同一幅等势面图中，若相邻等势面间的电势差取一定值，相邻等势面间的间距越小(等势面越密)，场强E ＝U ABd就越大.1.关于匀强电场中的场强和电势差的关系，下列说法正确的是( ) A.任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 B.沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等 C.电势降低的方向必是场强方向D.在相同距离的两点上，电势差大的场强也大答案 B解析 本题的关键是理解匀强电场中场强与电势差的关系，公式E ＝U ABd中，d 是沿场强方向上两点的距离，由此很容易判断出A 、D 错，B 正确；场强的方向是电势降低最快的方向，电场降低的方向不一定是场强方向，故C 错.2.如图6所示，在匀强电场中相距10mm 的两等势面AA ′、BB ′.其间有一静止的油滴P .已知油滴P 的重力是1.6×10－4N ，所带的电荷量是＋3.2×10－9C.则下面判断正确的是( )图6A.φA ＞φB ，U AB ＝100VB.φA ＞φB ，U AB ＝750VC.φA ＜φB ，U BA ＝500VD.φA ＜φB ，U BA ＝1000V 答案 C解析 由于油滴静止，则油滴所受静电力与重力等大、反向，即电场方向向上，故φA ＜φB .由E ＝F q、F ＝G 得E ＝5×104V/m ，又由于d ＝10mm ＝0.01m ，所以U BA ＝Ed ＝500V ，故选项C 正确.3.平行的带电金属板A 、B 间是匀强电场，如图7所示，两板间距离是5cm ，两板间的电压是60V.图7(1)两板间的场强是________；(2)电场中有P 1和P 2两点，P 1点离A 板0.5cm ，P 2点离B 板也是0.5cm ，P 1和P 2两点间的电势差U 12＝________.答案 (1)1.2×103V/m (2)48V解析 (1)两板间是匀强电场，由U AB ＝Ed 可得两板间的场强E ＝U AB d ＝60V 5×10－2m＝1.2×103V/m. (2)P 1、P 2两点间沿场强方向的距离：d ′＝4cm.所以U 12＝Ed ′＝1.2×103×4×10－2V ＝48V.一、选择题(1～6题为单选题，7～10题为多选题) 1.下列说法正确的是( ) A.由公式E ＝U ABd得，电场强度E 与电势差U AB 成正比，与两点间距离d 成反比 B.由公式E ＝U ABd得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小 C.在匀强电场中，任意两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积 D.公式E ＝U ABd只适用匀强电场 答案 D2.如图1所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面间的距离都是25cm ，由此可确定此电场的电场强度的方向及大小为( )图1A.竖直向下，E ＝0.4V/mB.水平向右，E ＝0.4V/mC.水平向左，E ＝40V/mD.水平向右，E ＝40V/m 答案 D解析 电场线与等势面垂直且沿电场线方向电势降低，故场强方向水平向右，场强大小E ＝U d ＝100.25V/m ＝40 V/m ，故D 项正确. 3.如图2所示的匀强电场场强为103N/C ，ab 、cd 平行于电场线，ac 、bd 垂直于电场线，ab ＝cd ＝4cm ，ac ＝bd ＝3cm.则下述计算结果正确的是( )图2A.a、b之间的电势差为40VB.a、c之间的电势差为50VC.将q＝－5×10－3C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，电场力做的功是－0.25JD.将q＝－5×10－3C的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25J答案 A解析由U＝Ed得U ab＝103×0.04V＝40V，A正确；a、c在同一等势面上，所以U ac＝0，B 错误；将电荷沿abdca移动一周，位移为0，故电场力做功为0，C错误；W ad＝W ab＝qU ab＝(－5×10－3)×40J＝－0.2J，D错误.4.如图3所示，在电场强度E＝2×103V/m的匀强电场中有三点A、M和B，AM＝4cm，MB＝3cm，AB＝5cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q＝2×10－9C的正电荷从B移动到M点，再从M点移动到A点，电场力做功为( )图3A.1.6×10－7JB.1.2×10－7JC.－1.6×10－7JD.－1.2×10－7J答案 C解析B、M在同一等势面上，电荷由B到M电场力不做功.由M到A电场力做负功，W＝qU ＝q·Ed＝2×10－9×2×103×4×10－2J＝1.6×10－7J.即电场力做功为－1.6×10－7J.5.如图4所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5cm，电势差为25V，在电场中P点固定放置电荷量为5×10－9C的负点电荷，此时电场中有一点场强为零，此点在P 点的( )图4A.上方30cm 处B.下方30cm 处C.上方25cm 处D.下方25cm 处答案 B解析 匀强电场的场强E ＝U d ＝250.05V/m ＝500 V/m ，设距P 点L 处的合场强为零，则k QL2＝9×109×5×10－9L2V/m ＝500 V/m ，故L ＝0.3m ，负点电荷在L 处的电场竖直向上，故该点在电场中P 点的下方，B 正确.6.如图5所示，两块不带电的竖直平行金属板的间距为d ，一个重力为G 的带电小球在重力作用下在两板间竖直下落，此时小球的运动轨迹是AB ，当两板间加上电压U 时，小球受力方向变成沿BC 方向，则此小球所带的电荷量应是( )图5A.G UB.G2U C.Gd UD.2Gd U答案 C解析 设小球所受电场力为F 电，由图可知tan45°＝F 电G ，又F 电＝U d q ，可解得：q ＝Gd U，C 正确.7.细胞膜的厚度等于700nm(1nm ＝10－9m)，当膜的内外层之间的电压达0.4V 时，即可让一价钠离子渗透.设细胞膜内的电场为匀强电场，则( ) A.膜内电场强度为5.71×105V/m B.膜内电场强度为1.04×106V/mC.每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于6.4×10－20J D.每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于1.28×10－19J答案 AC解析 E ＝U d ＝0.47×10－7V/m ≈5.71×105V/m ，A 正确，B 错误；W ＝qU ＝1.6×10－19×0.4J ＝6.4×10－20J ，C 正确，D 错误.8.如图6所示，A 、B 两板间电压为600V ，A 板带正电并接地，A 、B 两板间距离为12cm ，C 点离A 板4cm ，下列说法正确的是( )图6A.E ＝2000V/m ，φC ＝200VB.E ＝5000V/m ，φC ＝－200VC.电子在C 点具有的电势能为－200eVD.电子在C 点具有的电势能为200eV 答案 BD解析 A 板接地，则其电势为零，又因为A 、B 两板间的电压为600V ，则B 板电势为－600V ，由此知C 点电势为负值，A 、B 两板间场强E ＝U d ＝600V12cm＝50V/cm ＝5 000 V/m ，φC ＝－E ×d C＝－50V/cm ×4cm ＝－200V ，A 错误，B 正确；电子在C 点具有的电势能为200eV ，C 错误，D 正确.9.如图7所示，一电场的电场线分布关于y 轴(沿竖直方向)对称，O 、M 、N 是y 轴上的三个点，且OM ＝MN .P 点在y 轴右侧，MP ⊥ON .则下列说法正确的是( )图7A.M 点的电势比P 点的电势高B.将负点电荷由O 点移动到P 点，电场力做正功C.M 、N 两点间的电势差大于O 、M 两点间的电势差D.M 、N 两点间的电势差小于O 、M 两点间的电势差 答案 AD解析 根据电场线和等势面的关系画出等势面，可以判断出M 点的电势比P 点的电势高，A 正确.将负点电荷由O 点移到P 点，电场力做负功，B 错误.根据U AB ＝Ed 进行定性分析可知U MN ＜U OM ，C 错误，D 正确.10.如图8所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB ＝BC ，电场中的A 、B 、C 三点的场强分别为E A 、E B 、E C ，电势分别为φA 、φB 、φC ，AB 、BC 间的电势差分别为U AB 、U BC ，则下列关系中正确的有( )图8A.φA ＞φB ＞φCB.E C ＞E B ＞E AC.U AB ＜U BCD.U AB ＝U BC答案 ABC解析 由电场线的方向是电势降低的方向知选项A 正确.由题图中电场线的分布规律可知，电场不是匀强电场，C 附近电场线稠密，B 附近电场线次之，A 附近电场线最稀疏，所以E C ＞E B ＞E A ，选项B 正确；由公式U ＝Ed 进行定性分析知：U BC ＞U AB ，选项C 正确，D 错误；故选A 、B 、C. 二、非选择题11.如图9所示，在水平放置的两个平行金属板之间的匀强电场沿竖直方向，电场中A 、B 两点之间的连线与竖直方向的夹角为60°.把带电荷量为q ＝－1.5×10－8C 的点电荷由A 点移到B 点，克服电场力做了4.2×10－5J 的功.若已知A 点电势φA ＝800V ，|AB |＝1cm ，求：图9(1)B 点的电势.(2)求电场强度的大小和方向.答案 (1)－2000V (2)5.6×105V/m ，方向竖直向下 解析 (1)A 、B 两点的电势差为U AB ＝W AB q ＝－4.2×10－5－1.5×10－8V ＝2800V ，设B 点的电势为φB ，根据U AB ＝φA －φB 得 φB ＝φA －U AB ＝800V －2800V ＝－2000V.(2)电场强度为E ＝U AB d ＝U AB|AB |cos60＝28001×10－2×0.5V/m ＝5.6×105V/m ，方向为竖直向下. 12.如图10所示，平行金属带电极板A 、B 间可看成匀强电场，场强E ＝1.2×102V/m ，极板间距离d ＝5cm ，电场中C 点和D 点分别到A 、B 两板的距离均为0.5cm ，B 板接地，求：图10(1)C 、D 两点的电势、两点间电势差各为多少？(2)将点电荷q ＝2×10－2C 从C 点匀速移到D 点时外力做多少功？ 答案 (1)－5.4V －0.6V －4.8V (2)9.6×10－2J解析 (1)因正极板接地，故板间各点电势均小于零，由U ＝Ed 得U BD ＝Ed BD ＝1.2×102×0.5×10－2V ＝0.6V ，即φD ＝－0.6V.由于d CB ＝5cm －0.5cm ＝4.5cm ＝4.5×10－2m ， 所以U CB ＝－Ed CB ＝－1.2×102×4.5×10－2V ＝－5.4V ＝φC .所以U CD ＝φC －φD ＝－5.4V －(－0.6V)＝－4.8V.(2)因为点电荷匀速移动，外力所做的功等于克服电场力所做的功W 外＝|qU CD |＝2×10－2×4.8J ＝9.6×10－2J.13.如图11所示的匀强电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d ，各等势面电势已在图中标出，现有一质量为m 的带电小球以速度v 0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，求：图11(1)小球应带何种电荷及其电荷量； (2)小球受到的合外力；(3)在入射方向上小球运动的最大位移x m .(电场足够大)答案 (1)正电荷 mgd U (2)2mg (3)2v 24g解析 (1)作电场线如图(a)所示.由题意知，只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上，如图(b)所示.只有当F 合与v 0在一条直线上才可能使小球做直线运动，所以小球带正电，小球沿v 0方向做匀减速运动.由图(b)知qE ＝mg ，相邻等势面间的电势差为U ，所以E ＝Ud ，所以q ＝mg E ＝mgdU.(2)由图(b)知，F 合＝(qE )2＋(mg )2＝2mg .(3)由动能定理得－F 合x m ＝0－12mv 2所以x m ＝mv 2022mg＝2v 204g .。
人教版高中物理选修3-1：第一章 1.5 电势差 课件2
即
WABqU AB
或 ；
U AB
WAB q
1.UAB由电场本身的因素决定,与WAB、q无关 2.WAB由q、UAB决定
检
1、在如图所示的电场中，把点电荷
q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做 功WAB=4×10-11J。求：
A、B两点间的电势差UAB等于多少？ B、A两点间的电势差UBA等于多少？
UAB=2V
UBA =-2V
检
2、如图所示的电场中，A、B两点间的电 势差UAB=20 V，将点电荷q= -2×10-9C，
由A点移到B点，静电力所做的功是多少 ？
WAB = -4.0×10-8J
检
3、电场中A、B两点的电势是ψA=800 V，ψB= -200 V， 把电荷q= -1.5×10-8C由A点移到B点，电场力做了多少
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/142021/3/142021/3/142021/3/14
谢谢观看
。2021年3月14日星期日2021/3/142021/3/142021/3/14
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/142021/3/142021/3/143/14/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/142021/3/14March 14, 2021
展、评
E 2V1V 0V -1V 3V2V 1V 0V AB C D
电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关， 而高度差与参考点的选择无关。
展、评
电势差电场中两点间电势的差值，也叫电压
高中物理选修3-1教案：1.5电势差
2018—2019学年度第一学期渤海高中高二物理教案主备人：使用人：时间：2018年9月19日课题 1.5电势差课型新授课教学重点1、电势差表达式。
2、电势差与电场力做功的关系。
依据：根据普通高中物理课程标准及2017高中物理考纲中要求学生理解物理概念及物理规律的确切含义教学难点电势能、电势、静电力的功、电势能和电势差的关系依据：根据普通高中物理课程标准及2017高中物理考纲中要求学习目标一、知识目标：学生说出电势差表达式。
学生明确电势能、电势、静电力的功、电势能和电势差的关系。
二、能力目标：学生运用电势差和电场力做功的关系进行解题。
培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。
理由：根据普通高中物理课程标准的要求。
教具教材、练习册、PPT。
教学环节教学内容教师行为学生行为设计意图时间课前三分钟（自主学习验收）校对课前自主学习答案，进行自我批改，更正。
巡视检查学生完成情况。
由课代表上前校对答案更正。
校对课前自主学习知识点填空，加深基础知识记忆。
3分钟1承接结果环节一、电势差表达式。
1、提出问题：电势差表达式。
2、电势差和电1、学生回答。
2、学生根据问题讲解知识点1、承接自主学习2、引起学生学习知7分钟二、电势差与电场力做功关系场力做功关系补充答案引导学生推导学生分组讨论，交换不同意见3、学生回答并补充。
识的欲望3、让学生参与课堂活动，主动思考本节课重点内容。
2做议讲评环节将一个电荷量为10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做功2×10－6J．从C点移到D点，电场力做功7×10－6J，若已知B点比C点电势高3V，则U DA＝______.1、布置问题2、提出问题，补充，评价。
3、引导解题，引导给出解题方法思考讨论，学生相互交换意见，学生回答问题，其他同学补充板演正确步骤1、突出本节课重点内容2、培养学生思考问题、解决问题的能力、小组合作能力20分钟3（1）总结提升环节（总结部分）电势差与电场力做功关系对于电场中A、B两点，下列说法正确的是()A．电势差的定义式U AB＝W AB/q，说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB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提出问题补充评价1、学生思考问题2、学生回答问题1、完成知识目标2、突破本节课难点3分钟电荷从A点移到B 点电场力所做的功C．将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点间的电势差为1VD．电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功3（2）总结提升环节（能力提升部分）1．下列说法正确的是()A．电势差与电势一样，是相对量，与零点的选取有关B．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以U AB＝U BA布置问题提示学生回答问题给出正确答案学生思考问题给出正确答案学生解释问题提升学生思考问题能力。
高中物理选修3-1教案：1.5电势差
比
B ．A 、B 两点间 的电 势差等 于将正
电荷从 A 点移到 B 点电场力所做的功
C．将 1 C 电荷 从 A 点移到 B 点， 电场力做 1 J 的功，
这两 点间的 电势差 为 1V
D．电荷由 A 点 移到 B 点的过程中， 除受电场力外，还受 其他力的作用，电荷 电势 能的变 化就不 再等 于电场 力所做
习验
基础知识
收）
记忆。
1
一、电 势 差 表 达 1、提出问题： 1、学生回答。 1、承接自 7 分钟
承 接 式。
电势差表达式。 2、学 生 根 据 问 主学习
结果
题讲解知识点
2、引起学
环节
2、电势差和电
生学习知
场力做功关系 学生分组讨论， 识的欲望
二、电势差与电场 补充答案
交换不同意见
3、让学生
力做功关系
引导学生推导
参与课堂
3、学 生 回 答 并 活动，主
补充。
动思考本
节课重点
2 做议 讲评 环节
将一个电荷量为 10－ 6 C 的负电荷从电场
1、布置问题
中的 A 点移到 B 点，
克服电场力做功
2×
－
10
6
J．从
C
点移
到 D 点，电场力做功
2、提出问题，
7×
－
10
6
J，若已知
B
补充，评价。
点比 C 点电势高 3
检测 1 变式 1 变式 2 2、 公布答案。 3、 自我批改。 达成
环节
3、 评 价 学 生 4、 订正答案。
作答结果。
5
布置作业及下节课自学内容：
1 分钟
物理选修31人教版1.5电势差
结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力 另有一个点电荷从距离A无穷远处移到Q所激发电场中P点，P点的电势为φP = 3000V。
正电荷电场中各点电势为正
重力场
高度
相对参考面的 差
高度差
两点高度的差 值
重力
G=mg
电场
电势
相对参考点 的差
电势差 两点电势的 差值
电场力
F=qE
重力做功
WG=mgΔh 电场力做功 WF=qU
重力势能的 变化
重力做正功， 电势能的变 电场力做正功，
重力势能减少， 化
电势能减少，
重力做负功，
电场力做负功，
重力势能增加
电势能增加
1、电势差：电荷q在电场中由A点移到B
点，电场力所做的功WAB与电荷q的比值 ，叫A、B两点间的电势差。用UAB表示
定义式：UAB
WAB q
（ 比值定义法）
适用于一切电场
变形为：WAB＝qUAB
（1）电势差是反映电场特性的物理量，只与电场及场
中A、B两点的位置有关，与场中是否存在电荷、放入场 中的电荷的电荷量q以及A、B间的路径都无关．
A．电场中的A、B两点的电势差和两点间移 动电荷的电量q成反比
B．在电场中A、B两点移动不同的电荷，电 场力的功WAB和电量q成正比
C．UAB与q、WAB无关，甚至与是否移动电荷 都没有关系
D．WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无 关
二、电势：电场中某点的电势，等于将
单位正电荷由该点移到参考点（零参考 点）时电场力所做的功。电势常用φ表示 。
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1.5 电势差课前自主预习1．电场中两点间的电势的差值叫做 ，也叫 ．它与电势零点的选取 ．2．电场中A 点电势记为φA ，B 点的电势记为φB ，则A 、B 间的电势差表示成U AB ＝ 或U BA ＝ .3．电场力做的功和电势差的关系式： ，应用时要注意各物理量的正负．若q 为负，U AB 为负，则静电力做的功为 值；若q 为负，U AB 为正，则静电力做的功为 值．重点难点点拨（一）电势差例1（多选）关于电势差U AB 和电势B A ϕϕ和的理解，正确的是（ ）A.B A ϕϕ和都有正负，所以电势是矢量B.U AB 表示B 点与A 点之间的电势差，即U AB =A B ϕϕ-C.U AB 和U BA 不同的，它们有关系：U AB =—U BAD.零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地或无穷远处为零电势点 变式训练1—1电场中A 、B 两点间的电势差U AB =75V ，B 、C 两点间的电势差U CB =—200V ，则A 、B 、C 三点的电势高低关系（ ）CB C B A C B C A C B A D C B A ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ>>>><<>>....（二）电势差与电场力做功的关系例2如图所示，a 、b 、c 、d 为匀强电场中四个等势面，相邻等势面间距离为2cm ，已知U AC =60V 。
（1）设B 点电势为0，求A 、C 、D 、P 点的电势；（2）求将q=-1.0×10-10C 的点电荷由A 移到D ，求电场力做的功（3）将q=1.0×10-10C 的点电荷由B 移到C ，再经D 最后回到P ，电场力所做的功W BCDP 。
变式训练2—1如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以点电荷+Q为圆心的某一点圆周交于B、C两点，质量为m、带电荷量为-q的小环从A点由静止下滑，已3，求：知q<<Q，AB=h，小环达到B点时，速度为gh（1）小环由A到B过程中，电场力对小环做的功？（2）A、C两点的电势差是多少？（三）电场力做功与电势能、电势差的关系例3在某一电场中，一个电子由a点移动到b点时仅受电场力作用，若电场力做功为5eV（1eV=1.6×10-19J），则以下说法中正确的是（）A．电场强度的方向一定由a沿直线指向bB．a、b两点间电势差U ab=5VC．电子的电势能减少5eVD．电子的电势能减少5J变式训练3—1一个点电荷q=3×10-6C的正电荷从某电场中的A点移动到B点，正点电荷克服静电力做了6×10-4J的功，从B点移动到C点，静电力对电荷做了9×10-4J的功，则：（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？（2）如以B点电势为0，则A、C两点的电势各为多少？正点电荷在A、C两点的电势能各为多少？课堂知识演练1.（多选）下列说法中正确的是（）A.电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B.电势差是一个矢量，有正值和负值之分C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，关于电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D.A 、B 两点的电势差是恒定的，不随零势能点的选取而改变2.如图所示，质量为m 电荷量为q 的粒子，以初速度0v 从A 点竖直向上射入真棒空水平向右的匀强电场中，粒子通过电场中的B 点时，速率02v v B ，方向与电场的方向一致，则A 、B 两点的电势差为（ ）A 、q m v 220B 、q m v 203C 、q m v 202D 、qm v 2320 3.（多选）如图所示，在-Q 形成的电场中有a 、b 、c 三点，它们到点电荷的距离r a <r b <r c ,且U ab =U bc 。
则（ ）A.a 点电势高于c 点电势B.a 点场强比c 点场强大C.同一负电荷放在c 点比放在a 点的电势能大D.同一负电荷由a 点移动到b 点与由b 点移动到c 点电场力做功相同4.（多选）如果在某电场中将5.0×10-8C 的正电荷由A 点移动到B 点，电场力做功为6.0×10-3J ，那么（ ）A.A 、B 两点间的电势差是1.2×105VB.A 、B 两点间的电势差是3.0×10-10VC.若将2.5×10-8C 的负电荷由A 点移动到B 点，电场力做3.0×10-3J 的功D.若将2.5×10-8C 的负电荷由A 点移动到B 点，电荷将克服电场力做3.0×10-3J 的功5.在空间直角坐标系O-xyz 中，有一四面体C-AOB ，C 、A 、O 、B 为四面体的四个顶点，且各点坐标为O （0，0，0）A （a ，0，0）B （0，a ，0）C （0,0,a ）D(2a,0,0)是x 轴上一点，在坐标原点O 处固定着电荷量为-Q 的点电荷，下列说法中正确的是（ ）A.A 、B 、C 三点的电场强度相同B.U OA =U ADC.将一电子由C 点分别移动到A 、B 两点，电场力做功相等D.电子在A 点的电势能小于在D 点的电势能6、（多选）在图中，a 、b 带等量异种电荷，MN 为ab 连线的中垂线，现有一个带电粒子从M 点以一定的初速度0v 射入，开始时一段轨迹如图中实线，不考虑粒子重力，则在飞跃该电场的整个过程中（ ）A 、该粒子带正电B 、该粒子的动能先增大后减小C 、该粒子的动能先减小后增大D 、该粒子运动到无穷远处之后，速度大小一定仍为0v7.如图所示，ab 和c 表示电场中的三个等势面，a 和c 的电势分别为ϕ和ϕ51，a 和b 的电势差等于b 、c 的电势差，一带电粒子从等势面a 上某处以速度υ释放后，仅受电场力作用而运动，经过等势面c 时的速率为2υ，则它经过等势面b 时的速率为（ ）vD v C v B vA 5.1.23.25.2. 8.（多选）如图所示，在水平向右的匀强电场中的O 点固定一电荷量为Q 的正点电荷，a 、b 、c 、d 为以O 为圆心的同一圆周上的四点，bd与电场线平行，ac 与电场线垂直，则（ ）A.a 、c 两点的场强相同B.b 点的场强大小大于a 点的场强大小C.d 、a 间的电势差大于a 、b 间的电势差D.试探电荷在a 点的电势能等于在c 点的电势能课后巩固提高9.如图所示，a 、b 、c 分别表示点电荷的电场中三个等势面，它们的电势分别为6V 、4V 、1.5V 。
一质子()H 11从等势面a 上某处由静止释放，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b 时的速率为v ，则对质子的运动判断正确的是（ ）A.质子从等势面a 运动到等势面c 电势能增加4.5eVB.质子从等势面a运动到等势面c动能不变C.质子经过等势面c时的速率为2.5vD.质子经过等势面c时的速率为1.5v10.如图所示，真空中有直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异种点电荷+Q和-Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴，CE连线垂直于y轴．将一个点电荷-q从O移动到D，电场力对它做功为W1，将这个点电荷从C移动到E，电场力对它做功为W2．下列判断正确的是（）A．两次移动电荷电场力都做负功，并且W1＜W2B．两次移动电荷电场力都做负功，并且W1＞W2C．两次移动电荷电场力都做正功，并且W1＜W2D．两次移动电荷电场力都做正功，并且W1＞W211.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，两相邻等势面间电势差相等。
A、B、C为电场中的三个点，且AB=BC，一个带正电的粒子从A点开始运动，先后经过B、C两点，若带点粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是（）A．粒子在A、B、C三点的加速度大小关系a A＞a B＞a CB．粒子在A、B、C三点的动能大小关系E kC＞E kB＞E kAC．粒子在A、B、C三点的电势能大小关系E pC＞E pB＞E pAD．粒子由A运动至B和由B运动至C电场力做的功相等12.如图所示，虚线表示等势面，相邻等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹。
小球在a点的动能等于20eV，运动到b点时的动能等于2eV．若取c点为电势零点，则当这个带电小球的电势能等于-6eV时（不计重力和空气阻力），它的动能等于（）A.16eVB.14eVC.6eVD.4eV13.如图所示，甲带电体固定在绝缘水平面上的O点。
另一个电荷量为+q、质量为m的带电体乙从P点由静止释放，经L运动到Q点时达到最大速度v。
已知乙与水平面的动摩擦因数为μ，静电力常量为k。
求：（1）Q处电场强度的大小（2）P、Q两点电势差。
14.如图，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。
已知该粒子在A点的速度大小为v，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。
不计重力。
求A、B两点间的电势差。
15.如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C 点位于圆周的最低点．现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑。
已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为2 gR求：（1）求由A到B电场力所做的功；（2）小球滑至C点时的速度大小；（3）若以C点作为参考点（零电势点），试确定A点的电势。