第4节电势和电势差导学案

1第四节电势和电势差导学案学习目标：1．理解电势差和电势的概念，电势是描述电场性质的物理量。2．知道电势与电势差的关系UAB=ΦA-ΦB,理解电势与参考点的选择有关，电势差与参考点的选择无关。3．知道电势能的概念，知道电场力做功与电势能变化的关系。4．了解等势面的概念和性质。预习案：（课前完成）1.重力做功的特点：物体在重力作用下，从Ａ沿不同的路径运动到Ｂ位置。（1）重力做功为：（2）重力做功只与有关，与无关。（3）重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功，重力势能；重力做负功，重力势能。2．电势能的变化只取决于__________________.电场力做正功,电势能__________；电场力做负功,电势能__________；电场力做多少功,电势能变化多少.3．电场力做功的特点是与__________无关,等于________________与两点间____________的乘积,即W=__________.4．在电场中两点间移动电荷时,电场力的__________与所移动电荷的__________的比值叫做这两点之间的电势差,即U=__________.5．选择电场中的P点为电势的参考点,即规定P点的电势为_______,则电场中任意一点A的电势,数值上等于把单位正电荷从_______移到________时电场力所做的功,即φA=__________.6．电势差与电势的关系式为UAB=__________,电场中某点的电势与__________的选取有关,而电势差与__________的选取无关.7.在国际单位制中，电势和电势差的单位都是，1V＝1J/C；电势和电势差都是量，只有大小，没有方向．电势和电势差都有正负，但正负不表示方向。8．等势面：电场中电势的各点构成的面叫做等势面．在等势面上移动电荷电场力.（1）电场线跟等势面．（2）沿着电场线的方向，电势.（3）电场线和等势面的都表示电场强度的强弱。越越强，越越弱。课堂任务：任务一、电势差1.电场力做功的特点思考：重力做功有什么特点？2例：如图，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一带电量为q的正电荷从A点移到B点．若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1=；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2=；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3=．由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做的功的特点是．变式.如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则（）A．W1＞W2＞W3B．W1＜W3＜W2C．W1=W2=W3D．W1=W2＜W32.电场力做功与电势能的关系思考：什么是重力势能？它跟哪些因素有关？重力做功跟重力势能变化有什么关系？类比重力，电场力做功有没有类似的规律呢？例：如图所示，MN为电场中某一条电场线，方向向右，在MN上有两点a、b，今将一带电量为+q的点电荷从a移到b，则在此过程中（）A．电场力做正功，点电荷的电势能增加B．电场力做负功，点电荷的电势能增加C．电场力做正功，点电荷的电势能减少D．电场力做负功，点电荷的电势能减少变式.（多选）某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定（）A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能C.粒子在A点的电势能大于它在B点的电势能D.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能3.电势差思考：质量一定的物体，重力做功取决于什么呢？那对于电量一定的电荷，电场力做功取决于什么呢？BACEabMN3例：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，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变式.一个带正电的质点，电量q=2.0×10-9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力做功外，其他力做功为6.0×10-5J，质点的动能增加了8.0×10-5J，则ab两点间的电势差Uab为（）A．3.0×104VB．1.0×104VC．4.0×104VD．7.0×104V任务二、电势思考：1.为什么说重力势能具有相对性？2.一个质量为m的物体在重力场中的重力势能大小由什么来决定？3.一个电量为q的电荷在电场中的电势能大小又由什么决定？例：在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=—200V，则A、B、C三点的电势高低关系为（）A．φAφBφCB．φAφCφBC．φBφAφCD．φCφBφA变式.如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（）A．电势A＞B，场强EA＞ＥBB．电势A＜B，场强EA＜ＥBC．将＋q电荷从A点移到B点电场力做了正功D．将一ｑ电荷分别放在Ａ、Ｂ两点时具有的电势能EA＞ＥB任务三、等势面思考：1．类比于地图上的等高线，回答什么是等势面？2．为什么在等势面上移动电荷，电场力不做功？3.为什么等势面一定跟电场线垂直？例：（多选）关于等势面正确的说法是（）A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功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4D．两等势面不能相交变式．一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，其中有φaφbφcφd，若不计粒子的重力，可以确定()A．粒子带正电B．从J到K粒子的电势能增加C．该粒子带负电D．粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和可能增加基础巩固提升1、关于电场中的电场线，下列说法正确的是A.带正电的点电荷在电场力作用下，运动的轨迹和电场线重合B.沿电场线方向电场强度必定逐渐减小C.正电荷沿电场线方向运动，电势能必减少D.负电荷沿电场线方向运动，电势能必减少2.关于电场中的电场强度和电势，下列说法正确的是（）A.电场强度大的地方，电势一定高B.等势面上各点的电场强度大小一定相等C.等势面不一定跟电场线垂直D.沿着电场线的方向，电势越来越低3.（多选）在电场中（）A.在等势面上移动电荷，电场力总是不做功B.某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零4.（多选）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.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B.若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增加C.若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加D.若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动,电势能减少5.a、b为电场中两点，且a点电势高于b点电势，则下列说法错误的是（）A.把负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增加B.把正电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少C.无论移动的是正电荷和是负电荷，电荷的电势能都要减少D.无论是否有电荷移动，a点电势总是大于b点的电势6.A、B两个等量正电荷位置固定，一个电子（重力忽略）沿A、B中垂线自无穷远处向A、B连线的中点O飞来，则电子在此过程中（）A．加速度不断增大，电势能减小B．加速度先增加后减小，电势能减小C．加速度不断减小，速度不断增大D．加速度先减小后增大，速度不断增大7．（多选）如图所示，A、B为两等量异号点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则()A．a点与c点的电场强度相同B．a点与c点的电势相同C．a、b间电势差与b、c间电势差相等5D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力做功第四节电势和电势差练习案1．如图的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中电势和场强都相同的是()2．（多选）如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()A．三个等势面中，a的电势最高B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大3.图中实线表示电场中的三个等势面，各等势面的电势值如图中所示。把一个负电荷沿A→B→C移动，电荷在这三点所受的电场力为FA、FB、FC，电场力在AB段和BC段做的功为WAB和WBC，那么（）A．FA=FB=FC，WAB＝ＷBCB．FAFBFC，WABＷBCC．FAFBFC，WABＷBCD．FAFBFC，WAB＝ＷBC4.（多选）一个带负电的粒子只在静电力作用下从一个固定的点电荷附近飞过，运动轨迹如图中的实线所示，箭头表示粒子运动的方向。图中虚线表示点电荷电场的两个等势面。下列说法正确的是（）A．A、B两点的场强大小关系是EAEBB．A、B两点的电势关系是φA＜φBC．粒子在A、B两点时的动能关系是EkA＜EkBD．粒子在A、B两点时的加速度大小关系是aA＜aB5.一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中实线所示．图中一组平行虚线是等势面，则下列说法正确的是()A．a点的电势比b点低B．电子在a点的加速度方向向右C．电子从a点到b点动能减小D．电子从a点到b点电势能减小6．(山东.多)图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点．则该粒子()A．带负电B．在c点受力最大C．在b点的电势能大于在c点的电势能D．由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化67．图为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的．下列表述中正确的是()A．到达集尘极的尘埃带正电荷B．电场方向由集尘极指向放电极C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越小8．(广东高考。多)图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧．对矿粉分离的过程，下列表述正确的有()A．带正电的矿粉落在右侧B．电场力对矿粉做正功C．带负电的矿粉电势能变大D．带正电的矿粉电势能变小9．图所示，是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的电势差大小为2V，有一个带电荷量为q＝－1.0×108C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，电场力做功为()A．2.0×108JB．－2.0×108JC．1.60×107JD．－4.0×108J10.在电场中把2.0×10－9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5×10－7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-4.0×10－7J。(1)A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？（2）AB间，BC间，AC间的电势差各是多大？（3）把-1.5×10－9C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？11.如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，AB=4cm，BC=3cm。把电荷量q=-2×10-10C的点电荷由A点移到B点，电场力做功W1=4.8×10-8J；再由B点移到C点克服电场力做功W2=4.8×10-8J，（1）求A、B和B、C间的电势差UAB和UBC；（2）若取B点的电势为零，求A、C两点的电势φA和φC；（3）在图中画出电场方向。ABC7