《電勢差》導學案

一、電勢差與電場力做功1.電勢差：電場中兩點

的差值叫做電勢差；設A點電勢為φA，B點電勢為φB，則A、B兩點的電勢差UAB＝

；電勢差在電路中也稱為

，用符號

表示.2.電場力做功與電勢差的關系：WAB＝

，電勢差的單位是

.3.在研究原子、原子核的時候，常用電子伏特做能量單位，1eV＝

.電勢φA－φB電壓UqUABV1.60×10－19J課堂講義

理解·深化·探究一、電勢差與電場力做功1.電勢差與電勢的關系(1)講到電勢差時，必須指明是哪兩點間的電勢差，A、B間的電勢差記為UAB,B、A間的電勢差記為UBA.(2)電勢差的正負表示電場中兩點電勢的相對高低，若UAB＞0，則φA＞φB；若UAB＜0，則φA＜φB.(3)電場中兩點間的電勢差與電勢零點的選取無關.(1)

可以看成電勢差的定義式，是按比值法定義的物理量.電勢差UAB由電場本身決定，與q、WAB無關.(2)在一般的計算中，各物理量都要帶入符號，即WAB、UAB、q均可正可負，其中WAB取正號表示從A點移動到B點時靜電力做正功，WAB取負號表示從A點移動到B點時靜電力做負功，做負功時也可以說成電荷克服電場力做了功.(3)注意：用公式WAB＝qUAB或

計算時W與U的角標要對應.2.對公式WAB＝qUAB或

的理解二、電場強度與電勢差的關系在勻強電場中，電場強度等于沿

方向

上的電勢差，即

，E是

電場的場強，d是沿

方向的距離，上式說明電場強度的單位可以為V/m.想一想電場中A、B兩點間的電勢差大，那么兩點間場強一定大嗎？答案

場強是指沿電場線方向每單位距離上的電勢差，A、B兩點間的距離不清楚，所以兩點間場強不能確定大小關系.場強單位距離勻強電場強度二、電場強度與電勢差的關系1.公式U＝Ed和

只適用于勻強電場的定量計算，其中d為A、B兩點沿電場方向的距離.2.電場中A、B兩點的電勢差U跟電荷移動的路徑無關，由電場強度E及A、B兩點沿電場方向的距離d決定.3.

說明電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢，且場強方向就是電勢降低最快的方向.4.在非勻強電場中，公式

可用來定性分析問題，由

可以得出結論：在等差等勢面越密的地方場強就越大，如圖1甲所示.再如圖乙所示，a、b、c為某條電場線上的三個點，且距離ab＝bc，由于電場線越密的地方電場強度越大，故Uab＜Ubc.圖1三、示波管的工作原理1.示波器的構成：主要由

、偏轉板和

組成.2.工作原理：電子在加速電場中被

，在偏轉電場中發(fā)生

，飛出平行金屬板后做

運動.電子槍熒光屏加速偏轉勻速直線想一想示波管兩對偏轉電極要是都不加電壓，熒光屏上會出現(xiàn)什么圖象？若只加豎直方向上的恒定電壓，熒光屏上會出現(xiàn)什么圖象？答案

兩個偏轉電極都不加偏轉電壓，則電子不會進行偏轉，所以會打在熒光屏的中心形成一個亮斑；若只加豎直方向上的恒定電壓，則電子在豎直方向上偏轉，且偏轉距離相同，在熒光y軸上出現(xiàn)一個亮斑.三、示波管的工作原理1.偏轉板不加電壓時：從電子槍射出的電子將沿直線運動，射到熒光屏的中心點形成一個亮斑.2.在XX′(或YY′)加電壓時：若所加電壓穩(wěn)定，則電子被加速，偏轉后射到XX′(或YY′)所在直線上某一點，形成一個亮斑(不在中心).3.示波管實際工作時，豎直偏轉板和水平偏轉板都加上電壓.一般地，加在豎直偏轉板上的電壓是要研究的信號電壓，加在水平偏轉板上的電壓是掃描電壓，若兩者周期相同，在熒光屏上就會顯示出信號電壓在一個周期內隨時間變化的波形圖.例4示波管原理圖如圖4所示，當兩偏轉板XX′、YY′電壓為零時，電子槍發(fā)射出的電子經加速電壓加速后會打在熒光屏上的正中間(圖示坐標的O點，其中x軸與XX′電場場強方向重合，x軸正方向垂直紙面指向紙內，y軸與YY′電場場強方向重合).若要電子打在圖示坐標的第Ⅲ象限，則(

)A.X、Y極接電源的正極，X′、Y′接電源的負極B.X、Y′極接電源的正極，X′、Y接電源的負極C.X′、Y極接電源的正極，X、Y′接電源的負極D.X′、Y′極接電源的正極，X、Y接電源的負極D例1在電場中把一個電荷量為－6×10－8C的點電荷從A點移到B點，電場力做功為－3×10－5J，將此電荷從B點移到C點，電場力做功4.5×10－5J，求A點與C點間的電勢差.答案

－250V例2如圖2所示，在xOy平面內有一個以O為圓心、半徑R＝0.1m的圓，P為圓周上的一點，O、P兩點連線與x軸正方向的夾角為θ.若空間存在沿y軸負方向的勻強電場，場強大小E＝100V/m，則O、P兩點的電勢差可表示為(

)A.UOP＝－10sinθ(V) B.UOP＝10sinθ(V)C.UOP＝－10cosθ(V) D.UOP＝10cosθ(V)A例3如圖3所示，MN板間勻強電場E＝2.4×104N/C，方向豎直向上.場上A、B兩點相距10cm，AB連線與電場方向夾角θ＝60°，A點和M板相距2cm，(1)此時UBA等于多少；(2)一點電荷Q＝5×10－8C，它在A、B兩點電勢能差為多少；若M板接地，A點電勢是多少；B點電勢是多少.圖3答案

(1)－1200V

(2)6×10－5J－480V－1680V對點練習鞏固·應用·反饋電勢差與電場力做功1.有一帶電荷量q＝－3×10－6C的點電荷，從電場中的A點移到B點時，克服電場力做功6×10－4J.從B點移到C點電場力做功9×10－4J.(1)AB、BC、CA間電勢差各為多少；UCA＝－(UAB＋UBC)＝100V.答案

UAB＝200V

UBC＝－300V

UCA＝100V(2)如以B點電勢為零，則A、C兩點的電勢各為多少；電荷在A、C兩點的電勢能各為多少.解析

若φB＝0，由UAB＝φA－φB，得φA＝UAB＝200V.由UBC＝φB－φC得φC＝φB－UBC＝0－(－300)V＝300V.電荷在A點的電勢能EpA＝qφA＝－3×10－6×200J＝－6×10－4J.電荷在C點的電勢能EpC＝qφC＝－3×10－6×300J＝－9×10－4J.對電場強度與電勢差的關系理解2.如圖5所示，a、b、c是一條電場線上的三個點，電場線的方向由a至c，a、b間的距離等于b、c間的距離，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和電場強度，可以斷定(

)A.Ea＞Eb＞Ec B.φa＞φb＞φcC.φa－φb＝φb－φc D.Ea＝Eb＝Ec圖5解析由“沿著電場線的方向，電勢越來越低”知：φa＞φb＞φc，斷定選項B對；因這一電場線不能肯定就是勻強電場中的電場線，故選項C、D不能斷定是否正確