2020-2021学年2 电势差导学案

这是一份2020-2021学年2 电势差导学案，共6页。学案主要包含了自学感知，探究解惑，课堂小结等内容，欢迎下载使用。

1.知道电势差的概念，掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正、负与这两点电势高低之间的对应关系。
2. 知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用UAB＝ 进行相关计算。
3.知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。
重点：
1、掌握两点间电势差的表达式。会应用UAB＝ 进行相关计算。
2、熟悉几种特殊电场的等势面的形状及特点。
难点：会应用UAB＝ 进行相关计算。
学习过程：
【自学感知】
一、电势差
1．定义
电场中两点间电势的________，也叫________。
2．关系式
设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则：A、B两点之间的
电势差为：UAB＝____________。
B、A两点之间的电势差可以表示为：UBA＝___________。
所以UAB＝______UBA。
3．电势差的正负
电势差是________，但有正、负。电势差的正、负表示两点间电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用__________相加。
二、电势差与静电力做功的关系
1．关系
WAB＝qUAB或UAB＝______。
2．推导
WAB＝____________＝qφA－qφB＝______________，即WAB＝qUAB。
三、等势面
1．定义
在电场中，________________________叫做等势面。
2．等势面特点
(1) 在同一等势面上移动电荷时，静电力__________。
(2)电场线跟等势面________，并且由电势高的等势面指向____________的等势面。
【探究解惑】
探究一、对电势差的几点认识。
(1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，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，而且先后顺序不能乱，因为UAB＝－UBA。
(3)电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示两点电势的高低。
(4)电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关。
例1、 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UBC=-200 V,则A、B、C三点的电势高低关系为( )
A.φA>φB>φCB.φA<φC<φB
C.φC>φA>φBD.φC>φB>φA
探究二、对公式WAB=qUAB的理解。
(1)公式WAB=qUAB适用于任何电场,其中UAB为电场中A、B两点间的电势差,WAB仅是静电力做的功,不包括从A到B移动电荷时,其他力所做的功
(2)WAB、UAB、q均可正可负,WAB取负号表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功,UAB取负号表示φA<φB,q取负号表示试探电荷为负电荷
例2、如图所示,在电场强度E=1.5×103 N/C的匀强电场中,有A、B、C三点,AB垂直于电场线,BC平行于电场线,AB=3 cm,BC=4 cm,AC=5 cm,A、B间的电势差 UAB=0,B、C间的电势差UBC与A、C间的电势差UAC相等,UBC=UAC=60 V,把一正电荷q=+1.0×10-8 C放在A点,求:
(1)电荷q在A点受到的静电力为多大?方向怎样?
(2)电荷q分别沿A→B→C和A→C路线到达C点,静电力各做了多少功?电势能怎样变化?变化了多少?
探究三、等势面有哪些特点？
例3、位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示,图中实线表示等势线,则( )
A.a点和b点的电场强度相同
B.正电荷从c点移到d点,静电力做正功
C.负电荷从a点移到c点,静电力做正功
D.正电荷在e点的电势能大于在f点的电势能
探究四、几种常见电场的等差等势面的分布。
例4、空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点。则( )
A．P、Q两点处的电荷等量同种
B．a点和b点的电场强度相同
C．c点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a到c，电势能减少
【课堂小结】
10.2《 电势差》学案 答案
【自学感知】
一、电势差
1、差值 电压 2、φA－φB φB－φA －。3、标量 代数法4．eq \f(WAB,q)
EpA－EpB q(φA－φB)
二、等势面1．电势相同的各点构成的面2．(1)不做功 (2)垂直 电势低
探究一、（见学案）
例1、解析:UAB=75 V,φA-φB=75 V,φA=φB+75 V;UBC=-200 V,
φB-φC=-200 V,φC=φB+200 V;φC>φA>φB
探究二、（见学案）
例2、解析:(1)电荷在A点所受的静电力
F=qE=1.0×10-8×1.5×103 N=1.5×10-5 N,
方向与电场线方向相同,因为匀强电场中各点的电场强度的大小和方向都相同,所以电荷q在电场中各点受的静电力都相同。
(2)q沿A→B→C路线,静电力做功
WABC=WAB+WBC=qUAB+qUBC=1.0×10-8×0 J+1.0×10-8×60 J=6.0×10-7 J
同理,电荷q沿A→C路线,静电力做功
WAC=qUAC=1.0×10-8×60 J=6.0×10-7 J。
或WAC=FsAC cs α=1.5×10-5×5×10-2×0.8 J=6.0×10-7 J
由于静电力对电荷做的功等于电荷的电势能的减少量,所以电荷从A点移到C点电势能减少,减少的电势能为ΔEAC=6.0×10-7 J
探究三、答案：
(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功。
(2) 两等势面不相交。
(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。
例3、解析:a、b两点电场强度方向不同,A错。c点电势低于d点,正电荷从c点移到d点,即正电荷向高电势处移动,静电力做负功,B错。a点电势低于c点,从a到c,负电荷向高电势处移动,静电力做正功,C对。因e和f点电势相等,故电荷在两点电势能相等,D错。
探究四、答案：
1)匀强电场的等差等势面（线），一组平行等间距的平面
2)孤立点电荷的等差等势面，是一组不等间距的同心球面
3)等量同种电荷的等差等势面
4)等量异种电荷的等差等势面
例4、解析：由电场的等势面分布图可判断P、Q为等量异种点电荷，Q带负电，选项A错误；电场强度是矢量，a、b两点的电场强度方向不同，选项B错误；根据等势面可画出电场线的分布，沿电场线方向电势降低，可判c点电势高于d点的电势，选项C错误；负电荷由a到c，电场力做正功，电势能将减少，选项D正确。
【课堂小结】