物理：2.3电势差 课件（鲁科版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第3节电势差 课标定位 重点难点 1 理解电势差概念以及电势差与电场强度 电场力做功的关系 2 对电势差的理解及公式W qUAB和W qEd的灵活运用 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第3节电势差 课前自主学案 课前自主学案 一 电势差与电场力做功1 电势差定义 电场中两点间的电势的差值叫做 也叫 用字母 来表示 它与电势零点的选取 2 电场中A点的电势记为 A B点电势记为 B 则A B间的电势差表示成UAB 或UBA 电势差 电压 U 无关 A B B A 3 电荷q在电场中从A点移动到B点 A B两点间的电势差为UAB 则静电力做的功WAB 该公式不仅适用于 电场 而且对 电场 或任何电场 也成立 4 电场力做的功和电势差的关系式 WAB qUAB 应用时要注意各物理量的正负 若q为负 UAB为负 则静电力做的功为 功 若q为负 UAB为正 则静电力做的功为 功 UABq 匀强 非匀强 正 负 5 电子伏特 1eV J 表示在电势差为1V的两点之间电子自由移动时 所做的功 二 电场强度与电势差的关系1 在匀强电场中 电场强度等于 单位距离上的电势差 2 公式 E 其中UAB指两点间的 d指两点间 的距离 1 6 10 19 电场力 沿场强方向 UAB d 电势差 沿场强方向 三 示波器的工作原理1 示波器构造的核心部件是示波管 2 示波管的结构和工作原理 1 构造 阴极射线管示波器主要由 荧光屏组成 示波管内抽成 构造如图2 3 1 图2 3 1 电子枪 偏转电极 真空 2 工作原理 当竖直偏转电极YY 水平偏转电极XX 不加电压时 电子束从电子枪发出后沿 传播 在荧光屏中心上产生一个 若只有竖直偏转电极YY 加电压 电子束经过竖直偏转板时受 方向的电场力 使电子束在荧光屏上的亮斑沿 方向偏移 同理 若只有水平偏转电极XX 加电压 电子束在荧光屏上的亮斑会沿 方向偏移 直线 亮斑 竖直 竖直 水平 实际工作时 两偏转电极都加电压 电子束打在荧光屏上的亮斑既发生 偏移同时还发生 偏移 亮斑的运动就是竖直和水平两个方向运动的 加在水平偏转电极XX 上的是扫描电压 若两偏转电极所加电压周期相同 在荧光屏上就会显示出信号电压随时间变化的波形图 竖直 水平 合运动 核心要点突破 3 物理意义 反映电场能的性质 4 绝对性 电场中两点间的电势差只与两点位置有关 与零电势点选取无关 5 标量性 电势差是标量 但有正负 其正负表示两点间电势差的高低 并不表示大小和方向 UAB 0表示 A B UAB 0表示 A B 二 电势差与电势 电场强度的比较1 电势与电势差的比较 2 三种电场强度公式的比较 3 电势差与电场强度的区别与联系 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2010年高考安徽卷 如图2 3 2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 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2 3 2 A UOP 10sin V B UOP 10sin V C UOP 10cos V D UOP 10cos V 解析 选A 根据匀强电场中电场强度和电势差的关系UOP Ed ERsin 100 0 1sin 10sin V A项正确 三 匀强电场中带电粒子运动状态分析1 带电粒子的直线运动 1 运动状态分析带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场 受到的电场力与运动方向在同一直线上 做加速 或减速 运动 根据带电粒子受到的电场力 用牛顿第二定律求出加速度 结合运动学公式确定粒子的速度 位移等 2 匀强电场中带电粒子的偏转 1 运动状态分析带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时 受到恒定的与初速度方向成90 角的电场力作用而做匀变速曲线运动 2 偏转问题的处理方法 将带电粒子的运动沿初速度方向和电场线方向进行分解 类似于平抛运动的处理方法 如图2 3 3所示 设带电粒子沿中线进入板间 忽略电容器的边缘效应 图2 3 3 特别提醒 1 研究带电粒子在电场中的运动类问题时 常从动力学和功能关系两个角度分析 牛顿运动定律和动能定理是常用方法 2 在电场中的偏转问题称为类平抛运动 与力学中平抛运动处理思路一致 只是加速度不同而已 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 如图2 3 4所示 电子由静止开始从A板向B板运动 当到达B板时速度为v 保持两板间电压不变 则 A 当增大两板间距离时 v增大B 当减小两板间距离时 v增大C 当改变两板间距离时 v不变D 当减小两板间距离时 电子在两板间运动的时间增大 图2 3 4 有一个带电荷量q 3 10 6C的点电荷 从某电场中的A点移到B点 电荷克服电场力做6 10 4J的功 从B点到C点 电场力对电荷做9 10 4J的功 问 1 AB BC CA间的电势差各为多少 2 如以B点电势为零 则A C两点的电势各为多少 电荷在A C两点间的电势能各为多少 课堂互动讲练 答案 1 UAB 200VUBC 300VUCA 100V 2 A 200V C 300VEpA 6 10 4JEpC 9 10 4J 方法总结 两种求电势差的方法各有利弊 取绝对值的方法 判断正负较为繁琐 但对物理过程把握得比较清楚 取代数值的方法不用判断正负 直接求出 但是忽略了物理过程的分析 不利于提高分析问题的能力 2011年厦门高二检测 匀强电场中的三点A B C是一个三角形的三个顶点 AB的长度为1m D为AB的中点 如图2 3 5所示 已知电场线的方向平行于 ABC所在平面 A B C三点的电势分别为14V 6V和2V 设场强大小为E 一电荷量为1 10 6C的正电荷从D点移到C点 电场力所做的功为W 则 A W 8 10 6J E 8V mB W 6 10 6J E 6V mC W 8 10 6J E 8V mD W 6 10 6J E 6V m 图2 3 5 答案 A 方法总结 1 在匀强电场中 沿某一直线相同长度上电势差相等 2 运用公式U Ed时 d为两点间沿电场线方向的距离 3 电场力做功可用公式WAB q A B 进行计算 2011年漳州高二单元测试 如图2 3 6所示 竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1 水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2 一电子由静止开始经U1加速后 进入水平放置的金属板间 刚好从下板边缘射出 不计电子重力 下列说法正确的是 图2 3 6 增大U1 电子一定打在金属板上 减小U1 电子一定打在金属板上 减小U2 电子一定能从水平金属板间射出 增大U2 电子一定能从水平金属板间射出A B C D 答案 B 变式训练电荷量为q的带电粒子 以初动能Ek从两平行金属板的正中央沿垂直于电场线的方向进入 这两板间存在的匀强电场 恰能从带负电金属板边缘飞出来 且飞出时动能变为2Ek 若运动过程中仅受电场力作用 则金属板间的电压为 A Ek qB 2Ek qC Ek 2qD 4Ek q 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全