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物理
关键词
与高二相关的教案，名为电势、电势差和电势能，文件名为jan24.doc，该教案是关于高二物理中电势、电势差和电势能的内容，其教学结构里，电势能、电势、电势差这三个物理量联系紧密，用于表示电场能的性质，这三个概念都很重要，不过要着重突出对电势差概念的理解与应用，在电势能部分，要依据沿电场线方向位移来确定电场力做功情况高中物理电势电势能，电场力做功与路径无关，可与重力功作比较以理解相关规则，电势能是电荷在电场中具有的势能，和重力势能一样需确定零势能位置，高于零电势能的为正，低于零电势能的为负，电势能用ε表示，单位是焦耳，电势能与电场力的功有着特定关系，电场力做正功电势能减少，做负功电势能增加，可与重力功和重力势能变化关系作比较，在电势部分，电势定义为U，正点电荷的电场中，距Q无穷远处电势能为零，将电量不同的正电荷从无穷远处移到电场中B点，电场力做负功，电荷在B点有不同电势能，虽电量不同但比值相同，据此理解电势概念，即单位电量电荷在B处所具有的电势能，或者理解为1库仑电荷从B到A电场力做的功。
2.电压单位伏特简称伏，用V表示，电势是标量，1V=1J／C，经过上面的详细过程去深入剖析可知，在离场源无穷远的地方电势是0，具体来说，在正电荷所产生的电场当中，各个位置的电势都是正的，而在负电荷所产生的电场里，各个地方的电势均为负，沿着电力线的方向，电势会逐渐降低，电势能与电势存在这样的关系，ε=υq，要对照电场力和电场强度之间的联系以及区别来进行比较判断，q在正、负点电荷电场中的电势能的正负情况，需要分q为正电荷以及负电荷这两种情形去考虑，等势面指的是电场中电势相等的那些点所构成的面，其一，在同一个等势面上的任意两点之间移动电荷时，电场力不做功，这和在同一水平面上移动物体时重力不做功的原理是一样的，其二，等势面必定与电场线相互垂直，其三，匀强电场中的等势面是一族与电场线垂直的平面，要思考点电荷电场等势面的具体情况，其四，处于静电平衡状态的导体是等势体，然而等势体并非电势为零，电势差的定义为：电场中两点间的电势的差值又被称作电压，单位是伏特，符号是U，UAB=UA－UB，当UA＞UB时，UAB＞0为正，当UA＜UB时，UAB＜0为负，电场力所做的功为W=UABq，当UA＞UB时，若q为正电荷，电场力做正功，电势能减少，与UAq＞Ubq相等，若q为负电荷，电场力做负功，电势能增加，与－UAq＜－Ubq相符。
3. 电势差有着其特定的物理意义，那就是电势差的数值，等同于在电场力作用之下，两点之间移动一库仑正电荷时电场力所做的功，举例来说：UAB等于10V ，移动1库仑正电荷电场力做功为10J ，而移动 1库仑负电荷电场力所做的功为－10J。电子伏特，它属于能量单位，1电子伏特（国际符号是eV）就是在电压为1V的两点间移动电子时电场力所做的功，1eV等于1.6×10－19J。在匀强电场当中，场强与电势差存在着这样的关系：E等于 ，这里 为AB两点沿电力线方向的距离。沿场强方向是电势降低最快的方向。场强的单位是 1V／m等于1N／c。在匀强电场里，电场强度可以理解为，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。要注意场强公式的适用条件：E等于 是定义式，普遍适用；E等于K ，只适用于在真空中点电荷产生电场的那种情况；E等于 ，只适用于匀强电场。【解题点要】例一、下列说法正确的是（）A. 电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少B. 在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少C. 在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少D. 在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加 解析：依据我们学过的电场知识能够知道，顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势会不增加，移动负电荷，电场力做负功电荷电势能会增加；逆着电场线移动正电荷，电场力做负功电荷电势能会增加，移动负电荷电场力做正功，电荷电势能会不增加。
选项A，因为不清楚移动电荷到底是正还是负，所以没办法判断电场力做功到底是正还是负，这样一来结论不正确，故而不能选A，同样的道理，对于B沿电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能肯定会减小，所以选项C是正确的，选项D，电场力做负功这说法是错的，结论也是错的，不能选D，答案是C，本题解答过程中所用到的知识，可以当作一条原则记下来，考虑问题的时候会比较方便，例二、电子在电场中从电势高处运动到电势低处的这个过程里，下列说法中正确的是（）A. 电子动能肯定会越来越小B. 电子电势能肯定会越来越大C. 电子速度肯定会越来越大D. 电子电势能有可能越来越小，解析：依照题意还有选项，解答本题需要把力学知识以及电场知识结合起来才能准确地做出选择，从高电势处运动到低电势处，这是顺着电场线方向运动，电子所受电场力与运动方向是相反的，电场力对电子做负功，依据动能定理，电子动能应该减小，A选项正确，同时电子电势能增加，B选项正确，C、D选项错误，答案应该是A B，从本题能够看出：(1)前面学过的力学规律在解答电场问题的时候必须能够准确运用(2) 电场力对电子做负功，使得电子动能减少，转化成了电势能，这是符合能量转化原理的，例三、图一表示等量异种电荷p和Q形成的电场内的一簇等势面，求(1) p、Q各带何种电荷？(2) 要将电荷量为q等于10减去7库仑的正点电荷从A位置移到B位置，那么电场力所做的功是多少？(3) 将q从B位置移到C位置时电场力所做的功又是多少？(4) 把q从C位置匀速返回到A位置电场力所做的功是多少？(5) q自A位置出发历经B位置和C位置再回到A位置的这个过程中电场力针对电荷所做的总功是多少？解析：沿着Qp这个方向，电势呈现降低的态势，由此能够看出，电场线应该是从Q指向p的方向，电场线是从正电荷开始出发的，最终结束于负电荷，所以，Q是带正电的情形，p是带负电的状况，A、B所展示的在等势面分别是30V、－10V，UAB等于30减去（－10）的结果，也就是40V，WAB等于UAB与q的乘积，即40乘以10－6J。
q从B到C，WBC等于20乘以10减去7，其结果是2乘以10减去6焦耳高中物理电势电势能，电荷q从C到A时，UCA等于负30伏特减去30伏特，得出UCA为负60伏特，WCA等于负60乘以10减去7，结果是负6乘以10减去6焦耳，q从A经B、C又回到A，从上面计算情况来看，电场力做功总和是0焦耳，注意，若A、B、C三点不离开各自的等势面，不管怎样去变化位置，本题计算结果都不会发生改变，例四，如图二所示的一簇平等线为求知方向的匀强电场的电场线，沿与平行线成60°角的方向， 将1μC负电荷从A点移到B点，电场力做了2μJ的功，AB间距离为2cm， 问，匀强电场的场强有多大？第一个问题是，方向究竟怎样？第二个问题是，要是B点电势成为1伏特，那么A点电势会是多大？第三个问题是，电子处于B点的时候，它所具备的电势能是多少电子伏特？它从A点移动到B点，电势能增加了多少电子伏特？
(2) UAB等于UA减去UB，UA等于UB加上UAB，等于1减去2，等于－1V，电子带负电，在B处电势能为负，A处电势为－1Ｖ，电子带负电，电势能应为正，本题要求概念、规定必须清楚，如题中给出AB间移动2cm，但公式中的d不是2cm，应是沿电场线AB间的距离，故不能直接用2cm，又如电势、电势能的正负必须清楚。例五、如图三所示钓鱼网，平行金属板AB相距2cm，接在电压为12V的电池组上，电池组中心接地，试求：(1)AB板电势各是多少伏？AB之间场强究竟有多大？(2)要是在所距A板0.5厘米之处插入一块处于接地状态的金属板C，那么A、B板各自的电势会是多大？AC之间以及BC之间的场强又分别是多大？解析(1)图里面存在接地的符号，通常来说接地的地方电势是零，电源中心接地的中心处电势是零，C板接地，C板的电势就是零，电池组左侧部分正极比零电势要高6V，呈现为+6V，左侧负极比中心处低6V，电势是－6V，A板电势是6V，B板电势是－6VEA= EB=【课余思考】1.电势到底是什么？指的是电势，其在数值上究竟等于什么？还有电势能，它在数值方面等于啥？另外，什么才被称作电势差？再者，UAB 等于 22V，这又代表着什么意思？一个处于静电场中的点电荷，当它从该静电场里的a点被移动到b点时，其电势出现的变化为零，那么（）A. a、b两点的场强必定是相等的B. 此点电荷肯定是沿着等势面进行移动的C. 作用在该点电荷上的电场力跟其移动方向始终是垂直的D. a、b两点的电势一定是相等的2. 如图四所呈现的那样，是电场中心的一条电场线，有一个点电荷由静止状态开始，在电场力的作用发挥功效下，从A点移动至B点，下面所进行的论述是正确的（）A. A处的场强比B处的场强大；B. 点电荷在A处具有的电势能比在B处具有的电势能大；C. 点电荷带有负电；D. 从A到B点电荷受到的电场力变得越来越小。
3.如图五所示，q1、q2是等量异号的点电荷，p Q是那两个点电荷连线的垂直平分线，那么，将电量为q的正电荷，从无穷远沿着p Q连线移到B点时，电场力针对点电荷q所做的功为，电荷q在移动进程当中，其电势能。电荷q在A、B、C三点所具有的电势能相比较而言，电势能最大的是一点，电势能最小的是另一点，电势能为零的是又一点。图六所示的匀强电场场强是103 N／C，ab=dc=4cm，bc=ad=3cm，则下述计算得出的结果正确的是（）A. a b之间的电势差为40VB. a c之间的电势差为50VC. 将q=－5×10－ 3 C的点电荷沿着矩形路径a b c d移动一周，电场力所做的功为零D. 将q=－5×10－ 3 C的点电荷沿着a b c或者a b c从a移动到c，电场力所做的功都是－0.25J。图七所示位于匀强电场中，M N为一根绝缘杆，两端有等量异号的点电荷，开始的时候杆与场强方向平行，处于平衡状态，当杆绕中心O转动180°时，让M N交换位置，需克服电场力做功W，求杆与场强方向成45°夹角的时候，杆所受的电场力的力矩的大小等于多少？【参改答案，】1. D，2. B，3. (1)零，不变，(2)A，C，B，4.A，C，5.M=。这样的改写符合要求吗？如果您还有其他想法或再次有更改要求很乐意对内容继续处理。