高二物理人教版選修3-1課件 第1章靜電場 第6節(jié)《電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系》

《高二物理人教版選修3-1課件 第1章靜電場 第6節(jié)《電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系》》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高二物理人教版選修3-1課件 第1章靜電場 第6節(jié)《電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系》（44頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第六節(jié)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解勻強(qiáng)電場中電勢差跟電場強(qiáng)度的關(guān)系UAB Ed 2 知道電場強(qiáng)度另一個單位 伏特每米 的物理意義 重點(diǎn)難點(diǎn) 用E UAB d解決有關(guān)的實際問題 易錯問題 E UAB d中的d是沿場強(qiáng)方向A B兩點(diǎn)之間的距離 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 1 如圖1 6 1所示的勻強(qiáng)電場中 電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn) 則靜電力做的功W與UAB的關(guān)系為 從q受到的靜電力來計算這個功 則F W 結(jié)合兩種計算方法得出的結(jié)果可得UAB 圖1 6 1 WAB qUAB qE Fd qEd Ed 2 勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿方向的距離的乘積 3 電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系還可寫作E 4 在勻強(qiáng)電場中 電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)沿方向距離的比值 即電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場強(qiáng)度方向每單位距離上降低的 電場 電場強(qiáng)度 電勢 一 對公式E 的理解1 公式E 反映了電場強(qiáng)度與電勢差之間的關(guān)系 由公式可知 電場強(qiáng)度的方向就是電場中電勢降低最快的方向 2 對于非勻強(qiáng)電場 用公式E 可以定性分析某些問題 例如等差等勢面E越大處 d越小 因此可以斷定 等勢面越密的地方電場強(qiáng)度也越大 3 推論 在勻強(qiáng)電場中 兩長度相等且相互平行的線段兩端的電勢差相等 當(dāng)線段與場強(qiáng)平行時 由U Ed可知 d相等 U相同 當(dāng)線段與場強(qiáng)不平行時 只要沿場強(qiáng)方向投影的長度相等 U相同 如圖1 6 2所示 ABCD中 UAB UDC UBC UAD 圖1 6 2 E 適用于勻強(qiáng)電場的計算 但對于某些非勻強(qiáng)電場問題 有時也可以進(jìn)行定性地分析 二 三個電場強(qiáng)度公式的比較 1 應(yīng)用不同的公式解決不同的問題 要注意公式適用條件 2 要理解公式中各個物理量的意義 如公式E 中 d是沿電場方向的距離 平行的帶電金屬板A B間是勻強(qiáng)電場 如圖1 6 3所示 兩板間距離是5cm 兩板間的電壓是60V 例1 圖1 6 3 1 兩板間的場強(qiáng)是多大 2 電場中有P1和P2兩點(diǎn) P1點(diǎn)離A板0 5cm P2點(diǎn)離B板也是0 5cm P1和P2兩點(diǎn)間的電勢差多大 3 若B板接地 P1和P2兩點(diǎn)的電勢各是多少伏 答案 1 1 2 103V m 2 48V 3 54V6V 思維總結(jié) 應(yīng)用U Ed求兩點(diǎn)間的電勢差 一定要正確理解 d 是兩點(diǎn)間沿電場方向的距離 而求某點(diǎn)的電勢 我們是通過求這點(diǎn)與電勢零點(diǎn)的電勢差實現(xiàn)的 由U Ed計算其數(shù)值 電勢的正負(fù)由該點(diǎn)與電勢零點(diǎn)的電勢高低比較而定 1 如圖1 6 4所示 勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E 100V m A B兩點(diǎn)相距10cm A B連線與電場線夾角為60 則UBA之值為 A 10VB 10VC 5VD 5V答案 C 圖1 6 4 2008年高考江蘇物理卷 如圖1 6 5所示 實線為電場線 虛線為等勢線 且AB BC 電場中的A B C三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為EA EB EC 電勢分別為 A B C AB BC間的電勢差分別為UAB UBC 則下列關(guān)系中正確的有 例2 圖1 6 5 A A B CB EC EB EAC UAB UBCD UAB UBC 思路點(diǎn)撥 公式U Ed在非勻強(qiáng)電場中可用于定性分析 解析 由題圖中電場線的分布規(guī)律可知 電場不是勻強(qiáng)電場 C附近稠密 A附近稀疏 C附近的場強(qiáng)大于A附近的場強(qiáng) 選項B正確 由公式U Ed知 UBC UAB 選項C對 D錯 由電場線的方向是電勢降低的方向得選項A正確 答案 ABC 題后反思 本題涉及電場中的三個基本物理量 各個物理量都是由哪些因素確定的 它們之間又有什么關(guān)系是解決問題的關(guān)鍵 2 圖1 6 6中的實線為電場線 虛線為等勢線 a b兩點(diǎn)的電勢分別為 a 50V b 20V 則a b連線的中點(diǎn)c的電勢 c應(yīng)為 圖1 6 6 A c 35VB c 35VC c b 15 35V 故B項正確 如圖1 6 7所示 A B C是勻強(qiáng)電場中的等腰直角三角形的三個頂點(diǎn) 已知A B C三點(diǎn)的電勢分別為 A 15V B 3V C 3V 試確定場強(qiáng)的方向 并畫出電場線 例3 圖1 6 7 解析 根據(jù)A B C三點(diǎn)電勢的特點(diǎn) 在AC連線上取M N兩點(diǎn) 使AM MN NC 如圖1 6 8所示 圖1 6 8 答案 見解析 3 2010年北京海淀模擬 如圖1 6 9所示 平行直線AA BB CC DD EE 分別表示電勢 4V 2V 0 2V 4V的等勢線 若AB BC CD DE 2cm 且與直線MN成30 角 則 圖1 6 9 A 該電場是勻強(qiáng)電場 場強(qiáng)方向垂直于AA 且右斜下B 該電場是勻強(qiáng)電場 場強(qiáng)大小為2V mC 該電場是勻強(qiáng)電場 距C點(diǎn)距離為2cm的所有點(diǎn)中 最高電勢為4V 最低電勢為 4VD 若一個正電荷從A點(diǎn)開始運(yùn)動到E點(diǎn) 通過AB段損失動能E 則通過CD段損失動能也為E 解析 選CD 由該電場的等勢面特征可以看出 該電場為勻強(qiáng)電場 電場線方向垂直于等勢面且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面 故場強(qiáng)方向為垂直于AA 且左斜上 A錯誤 場強(qiáng)的大小可以由E U d得出 式中d表示沿電場線方向的距離 即兩等勢面之間的距離 根據(jù)幾何關(guān)系可知 相鄰兩個等勢面之間距離為1cm 電勢差為2V 故電場強(qiáng)度為200V m B錯誤 以點(diǎn)C為圓心2cm為半徑作圓 恰好與 4V和4V兩個等勢面相切 故C正確 正電荷從A向E運(yùn)動電勢能增加 動能減少 由于UAB UBC 根據(jù)動能定理和W qU得 A到B和C到D過程電荷損失的動能相等 故選C D 1 在靜電場中 下列說法中正確的是 A 場強(qiáng)處處為零的區(qū)域內(nèi) 電勢一定處處相等B 場強(qiáng)處處相同的區(qū)域內(nèi) 電勢也一定處處相等C 電勢降低的方向一定是場強(qiáng)方向D 同一電場中等勢面分布越密的地方 場強(qiáng)一定越大 解析 選AD 勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)處處相等 但電勢不一定相等 場強(qiáng)處處為零處電勢一定相等 所以A項對 B項錯 電場方向是電勢降落最快的方向 C項錯 D項是電場線與等勢面的關(guān)系 正確 2 以下關(guān)于與電場強(qiáng)度有關(guān)的幾個公式的說法 其中不正確的是 A 公式U E d只適用于勻強(qiáng)電場B 只要電場中電場線是直線 公式U E d就適用C 公式E F q是定義式 適用于任何電場D 公式E kQ r2是由庫侖定律得出的 因而只適用于 真空中 點(diǎn)電荷的電場 解析 選B 在點(diǎn)電荷電場中電場線是直線 但公式U Ed不成立 故B錯 3 如圖1 6 10所示 在一勻強(qiáng)電場區(qū)域中 有A B C D四點(diǎn)恰好位于一平行四邊形的四個頂點(diǎn)上 已知A B C三點(diǎn)電勢分別為 A 1V B 4V C 0 則D點(diǎn)電勢 D的大小為 A 3VB 0C 2VD 1V 圖1 6 10 解析 選A 在勻強(qiáng)電場中 由于AD與BC平行且相等 故UAD UBC 即 A D B C 代入數(shù)據(jù)解得 D 3V 4 如圖1 6 11所示是電場中的一條電場線 已知ab bc 則下列說法中正確的是 A Ea Eb EcB Ea Eb EcC a b cD Uab Ubc答案 C 圖1 6 11 5 如圖1 6 12所示是一組不知方向的勻強(qiáng)電場的電場線 把1 0 10 6C的負(fù)電荷從A點(diǎn)沿水平線移到B點(diǎn) 靜電力做了2 0 10 6J的功 A B兩點(diǎn)間的距離為2cm 問 圖1 6 12 1 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為多大 方向如何 2 A B兩點(diǎn)間的電勢差為多大 答案 1 200V m方向沿直線由下而上 2 2V 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全