10.2电势差 导学案-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

10.210.2 电势差电势差【学习目标学习目标】(1) 知道电势差概念，知道电势差的正负表示两点间电势的高低关系。(2) 推导静电力做功跟电势差的关系式，会用公式 WAB =qUAB计算静电力所做的功。(3) 理解等势面的概念。会画常见电场的等势面。通过论证等势面一定垂直于电场线，体会反证法在推理 过程中的应用。【开启新探索开启新探索】 我们选取不同的 0 势能面，某一物体对应的高度、重力势能相同吗？物体在两个位置间移动时的高度差、重力势能的变化量相同吗？ 我们在电场中选取不同的位置作为 0 电势点，电荷所对应的电势、电势能相同吗？【质疑提升质疑提升 1】1】1. 什么是电势差？为什么引入电势差这个概念？ 2. 设电场中 A 点的电势为 A，B 点的电势为 B，则它们之间的电势差 UAB为多少？UBA呢？ 如图所示，A、B 是电场线上的两点，A 点的电势 A15V，B 点的电势 B6V，则 A、B 两点间的电势差 UAB为多少，B、A 两点间的电势差 UBA为多少？3. 通过（3）的计算，我们可以发现电势差可以是正值也可以是负值，那么电势差的正负有什么物理意义？B4. 试推导电荷 q 从电场中 A 点移到 B 点，静电力做功 WAB与电势差 UAB的关系。5. 结合你的理解说明，UAB由什么决定？跟 WAB、q 有关吗？【学以致用学以致用 1】1】1. 在匀强电场中把电荷量为 2.010-9 C 的点电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做的功为 1.6 10-7 J。再 把这个电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做的功为4.010-7 J。 （1） A、B 间 ，B、C 间 ，A、C 间的电势差各是多大？（2） A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？在一条电场线上定性地标出三点相对位置。（3）把电荷量为1.510-9 C 的点电荷从 A 点移动到 C 点，静电力做的功是多少？ 【质疑提升质疑提升 2】2】等势面等势面1.什么是等势面？答：在电场中 相同的 构成的 叫做等势面。类似于地图中的等高线。等势面也可以形象描绘电场。2.如图所示，为一匀强电场的电场线，M、N、P、Q 是电场中的四个位置，AB 是过 M、Q 两点并与电场线垂直的直线，则：（1） M、N 是匀强电场中同一条电场线上的两点，两点电势高低关系？ （2） M、Q 是匀强电场中与电场线垂直的直线上两点，不在同一条电场线上，两点电势高低关系？（从 M 沿直线到 Q，或任意路径从 M 到 Q。）B（3） M、P 是匀强电场中不在同一条电场线上的两点，则 M、P 两点哪点电势高？ 3. 通过上例，以及阅读课本 P33、观察点电荷的等势面，说明：等势面具备怎样的特点？【学以致用学以致用 2】2】1. 某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分布。若是电子沿任一路径从 A点移动到 B 点，静电力做功是多少？将电子从 A 点移动到 C 点，跟从 B 点移动到C 点，静电力做功是否相等，说明原因。2如图所示，请结合图回答以下问题。 （1）A、B 哪点的电势比较高？负电荷在哪点的电势能比较大？ （2）负电荷由 B 点移动到 A 点时，静电力做正功还是负功？ （3）A、B 两点的电势差 UAB是正的还是负的？ UBA呢？ 3如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有 A、B、C 三个点，其电势分别为 6 V、 2 V 和 2 V。试画出经过 A 点的一条电场线。【素养提升专练素养提升专练】1关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是（ ）A电势差是矢量，电场力做的功是标量B在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零C在两点间被移动电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大D在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零2如图所示的电场中有 A、B 两点，下列判断正确的是（ ）A电势 AB，场强 EAEBB电势 AB，场强 EAEBC将电荷量为 q 的正电荷从 A 点移到 B 点，电场力做正功，电势能减少D将电荷量为 q 的负电荷分别放在 A、B 两点，电荷具有电势能 EpAEpB3关于对 UAB =WAB/q 和 WAB = qUAB的理解，正确的是（ ）A电场中 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与电量 q 无关CUAB与 q、WAB无关，与是否移动电荷都没有关系DWAB与 q、UAB无关，与电荷移动的路径无关4 如图，电场中 a，b 两点的电场强度大小分别为已知 Ea和 Eb，电势分别为 a和 b，则（ ）A.Ea Eb，ab B.Ea Eb，abC.Ea b D.Ea Eb，aEb BWaWb，Ea EbCWa=Wb，Ea Eb DWaWb，Ea Eb6将一电荷量为+Q 的小球放在原来不带电的金属球附近，最终所形成的电场线分布图。a、b 为电场中的两点， c 为金属球表面上一点（未标出） ，金属球的表面及内部电势均相同（等势体） ，则（ ）A. a 点的电场强度比 b 点的小B. a 点的电势比 c 点的高，c 点的电势比 b 点的高C. 检验电荷-q 在 a 点的电势能比在 b 点的大D. 将检验电荷-q 从 a 点移到 b 点的过程中，电场力做正功7如图所示，a、b 为电场中同一电场线上的两点，两点的电势分别为 a8 V，b6 V将一个带电量为 1.61019 C的质子放在电场中的 a 点(1） 该质子在 a 点具有的电势能为_1.2810-18_J；(2） 该质子从 a 点运动到 b 点，电场力做功为_3.210-19_J。8. 如图所示，A、B 是电场中的两点，试结合图像判定： （1） B 点的电势比较高，UAB 0；（2）负电荷在 A 点的电势能比较大； （3）负电荷由 B 移到 A 时，静电力做 负 功。9. 在电场中已知 A、B 两点间的电势差 UAB20V，q=-210-9C 的电荷由 A 点移动到 B 点，静电力做了多少功？电势能是增加还是减小，增加或减小多少？ 增 _410-8J_10. 在电场中，A、B 两点的电势差 UAB10V，将一电量为 Q1.5109C 的电荷由 A 点移到 B 点，静电力做功为多少？电荷的电势能是增加还是减小，增加或减小多少？ 增 _1.510-8J_11电量为-3.010-6C 的粒子先后经过电场中 A、B 两点，电场力做功 6.0104J，已知 B 点电势为 50V， 则 （l）A.B 间两点间的电势差 UAB？ （2）A 点的电势？ （3）带电量为 3.010C 的负电荷放在 A 点的电势能是多少？ -200V -150V 4.510-4J12. 一电场中有 A、B 两点，电荷量 q1 为 210-9 C 的试探电荷放在电场中的 A 点，具有410-8 J 的电势能； q2为310-9 C 的试探电荷放在电场中的 B 点，具有 910-8 J 的电势能。现把 q3 为510-9 C 的试探电荷由 A 点移到 B 点，静电力做正功还是负功？数值是多少？ -510-8J13在研究微观粒子时常用电子伏（eV）作为能量的单位。1 eV 等于一个电子经过 1 V 电压加速后所增加的动能，那么，1 eV 等于多少焦耳？ 1.610-19J10.210.2 电势差电势差【学习目标学习目标】(1) 知道电势差概念，知道电势差的正负表示两点间电势的高低关系。(2) 推导静电力做功跟电势差的关系式，会用公式 WAB =qUAB计算静电力所做的功。(3) 理解等势面的概念。会画常见电场的等势面。通过论证等势面一定垂直于电场线，体会反证法在推理 过程中的应用。【开启新探索开启新探索】 我们选取不同的 0 势能面，某一物体对应的高度、重力势能相同吗？物体在两个位置间移动时的高度差、重力势能的变化量相同吗？ 我们在电场中选取不同的位置作为 0 电势点，电荷所对应的电势、电势能相同吗？【质疑提升质疑提升 1】1】1. 什么是电势差？为什么引入电势差这个概念？ 2. 设电场中 A 点的电势为 A，B 点的电势为 B，则它们之间的电势差 UAB为多少？UBA呢？ 如图所示，A、B 是电场线上的两点，A 点的电势 A15V，B 点的电势 B6V，则 A、B 两点间的电势差 UAB为多少，B、A 两点间的电势差 UBA为多少？3. 通过（3）的计算，我们可以发现电势差可以是正值也可以是负值，那么电势差的正负有什么物理意义？B4. 试推导电荷 q 从电场中 A 点移到 B 点，静电力做功 WAB与电势差 UAB的关系。5. 结合你的理解说明，UAB由什么决定？跟 WAB、q 有关吗？【学以致用学以致用 1】1】1. 在匀强电场中把电荷量为 2.010-9 C 的点电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做的功为 1.6 10-7 J。再 把这个电荷从 B 点移动到 C 点，静电力做的功为4.010-7 J。 （1） A、B 间 ，B、C 间 ，A、C 间的电势差各是多大？（2） A、B、C 三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？在一条电场线上定性地标出三点相对位置。（3）把电荷量为1.510-9 C 的点电荷从 A 点移动到 C 点，静电力做的功是多少？ 【质疑提升质疑提升 2】2】等势面等势面1.什么是等势面？答：在电场中 相同的 构成的 叫做等势面。类似于地图中的等高线。等势面也可以形象描绘电场。2.如图所示，为一匀强电场的电场线，M、N、P、Q 是电场中的四个位置，AB 是过 M、Q 两点并与电场线垂直的直线，则：（1） M、N 是匀强电场中同一条电场线上的两点，两点电势高低关系？ （2） M、Q 是匀强电场中与电场线垂直的直线上两点，不在同一条电场线上，两点电势高低关系？（从 M 沿直线到 Q，或任意路径从 M 到 Q。）B（3） M、P 是匀强电场中不在同一条电场线上的两点，则 M、P 两点哪点电势高？ 3. 通过上例，以及阅读课本 P33、观察点电荷的等势面，说明：等势面具备怎样的特点？【学以致用学以致用 2】2】1. 某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分布。若是电子沿任一路径从 A点移动到 B 点，静电力做功是多少？将电子从 A 点移动到 C 点，跟从 B 点移动到C 点，静电力做功是否相等，说明原因。2如图所示，请结合图回答以下问题。 （1）A、B 哪点的电势比较高？负电荷在哪点的电势能比较大？ （2）负电荷由 B 点移动到 A 点时，静电力做正功还是负功？ （3）A、B 两点的电势差 UAB是正的还是负的？ UBA呢？ 3如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有 A、B、C 三个点，其电势分别为 6 V、 2 V 和 2 V。试画出经过 A 点的一条电场线。【素养提升专练素养提升专练】1关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是（ ）A电势差是矢量，电场力做的功是标量B在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零C在两点间被移动电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大D在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零2如图所示的电场中有 A、B 两点，下列判断正确的是（ ）A电势 AB，场强 EAEBB电势 AB，场强 EAEBC将电荷量为 q 的正电荷从 A 点移到 B 点，电场力做正功，电势能减少D将电荷量为 q 的负电荷分别放在 A、B 两点，电荷具有电势能 EpAEpB3关于对 UAB =WAB/q 和 WAB = qUAB的理解，正确的是（ ）A电场中 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与电量 q 无关CUAB与 q、WAB无关，与是否移动电荷都没有关系DWAB与 q、UAB无关，与电荷移动的路径无关4 如图，电场中 a，b 两点的电场强度大小分别为已知 Ea和 Eb，电势分别为 a和 b，则（ ）A.Ea Eb，ab B.Ea Eb，abC.Ea b D.Ea Eb，aEb BWaWb，Ea EbCWa=Wb，Ea Eb DWaWb，Ea Eb6将一电荷量为+Q 的小球放在原来不带电的金属球附近，最终所形成的电场线分布图。a、b 为电场中的两点， c 为金属球表面上一点（未标出） ，金属球的表面及内部电势均相同（等势体） ，则（ ）A. a 点的电场强度比 b 点的小B. a 点的电势比 c 点的高，c 点的电势比 b 点的高C. 检验电荷-q 在 a 点的电势能比在 b 点的大D. 将检验电荷-q 从 a 点移到 b 点的过程中，电场力做正功7如图所示，a、b 为电场中同一电场线上的两点，两点的电势分别为 a8 V，b6 V将一个带电量为 1.61019 C的质子放在电场中的 a 点(1） 该质子在 a 点具有的电势能为_J；(2） 该质子从 a 点运动到 b 点，电场力做功为_J。8. 如图所示，A、B 是电场中的两点，试结合图像判定： （1） 点的电势比较高，UAB 0；（2）负电荷在 点的电势能比较大； （3）负电荷由 B 移到 A 时，静电力做 功。9. 在电场中已知 A、B 两点间的电势差 UAB20V，q=-210-9C 的电荷由 A 点移动到 B 点，静电力做了多少功？电势能是增加还是减小，增加或减小多少？10. 在电场中，A、B 两点的电势差 UAB10V，将一电量为 Q1.5109C 的电荷由 A 点移到 B 点，静电力做功为多少？电荷的电势能是增加还是减小，增加或减小多少？11电量为-3.010-6C 的粒子先后经过电场中 A、B 两点，电场力做功 6.0104J，已知 B 点电势为 50V， 则 （l）A.B 间两点间的电势差 UAB？ （2）A 点的电势？ （3）带电量为 3.010C 的负电荷放在 A 点的电势能是多少？12. 一电场中有 A、B 两点，电荷量 q1 为 210-9 C 的试探电荷放在电场中的 A 点，具有410-8 J 的电势能； q2为310-9 C 的试探电荷放在电场中的 B 点，具有 910-8 J 的电势能。现把 q3 为510-9 C 的试探电荷由 A 点移到 B 点，静电力做正功还是负功？数值是多少？ 13在研究微观粒子时常用电子伏（eV）作为能量的单位。1 eV 等于一个电子经过 1 V 电压加速后所增加的动能，那么，1 eV 等于多少焦耳？