（京津瓊魯專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 第6節(jié) 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系課件 新人教版必修2.ppt

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1、6電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系,第一章靜電場,學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求 物理觀念：理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系：UEd或E ，了解其適用條件. 科學(xué)思維：1.通過關(guān)系式UEd的推理進(jìn)一步加強(qiáng)邏輯思維能力. 2.對比有關(guān)電場強(qiáng)度的三個(gè)表達(dá)式及適用條件，并在具體問題中準(zhǔn)確選用公式解決有關(guān)問題.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 1.在勻強(qiáng)電場中，兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)__________ 的距離的乘積. 2.公式：UAB . 3.適用條件 (1) 電場； (2)d為兩

2、點(diǎn)沿 的距離.,沿電場方向,Ed,勻強(qiáng),電場方向,二、公式E 的意義 1.意義：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的 與這兩點(diǎn) 的比值. 2.電場強(qiáng)度的另一種表述：電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿 方向每單位距離上降低的 . 3.電場強(qiáng)度的另一個(gè)單位：由E 可導(dǎo)出電場強(qiáng)度的另一個(gè)單位，即 ，符號為 .1 1 N/C.,電勢差,沿電場強(qiáng)度方向距離,電場,電勢,伏特每米,V/m,V/m,即學(xué)即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)公式UEd適用于所有電場.() (2)由UEd可知，勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)的距離成正比. () (3)勻強(qiáng)電場

3、的場強(qiáng)值等于沿電場線方向每單位長度上的電勢差值. () (4)在勻強(qiáng)電場中，任意兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)與這兩點(diǎn)間距離的乘積. (),答案,,,,,2.如圖1所示，場強(qiáng)為E1.0102 V/m的勻強(qiáng)電場中，有相距d2.0102 m的A、B兩點(diǎn)，A、B連線與電場方向的夾角為60，則A、B兩點(diǎn)間的電勢差為 V.,圖1,答案,解析,1.0,重點(diǎn)探究,,導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示的一個(gè)勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，A、B是沿電場方向上的兩點(diǎn)，其電勢差為UAB，A、B之間相距為d.現(xiàn)將一個(gè)電荷量為q的電荷由A移到B.,一、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系,圖2,(1)從力和位移的角度計(jì)算靜電力所做的功；通過A、B間

4、的電勢差計(jì)算靜電力做的功. 答案WABFdqEdWABqUAB,答案,答案,(2)比較兩次計(jì)算的功的大小，說明電勢差與電場強(qiáng)度有何關(guān)系. 答案UABEd (3)B、C在同一等勢面上，UAC與電場強(qiáng)度有何關(guān)系？ 答案UACEd,知識深化 電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系 (1)大小關(guān)系：由E 可知，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢，電場強(qiáng)度是電勢差對空間位置的變化率，電勢隨空間變化的快慢反映了電場強(qiáng)度的大小. (2)方向關(guān)系：電場中電場強(qiáng)度的方向就是電勢降低最快的方向.,例1如圖3所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R0.1 m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的

5、夾角為.若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E100 V/m，則O、P兩點(diǎn)的電勢差可表示為 A.UOP10sin (V) B.UOP10sin (V) C.UOP10cos (V) D.UOP10cos (V),解析,答案,圖3,,解析由題知勻強(qiáng)電場的方向沿y軸負(fù)方向，沿著電場線的方向電勢是降低的，所以P點(diǎn)的電勢高于O點(diǎn)的電勢，O、P兩點(diǎn)的電勢差UOP為負(fù)值.根據(jù)電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系可得UOPEdERsin 10sin (V)，所以A正確.,例2如圖4所示，P、Q兩金屬板間的電勢差為50 V，板間存在勻強(qiáng)電場，方向水平向左，板間的距離d10 cm，其中Q板接地，兩板間的A點(diǎn)距P板4 cm.

6、求： (1)P板及A點(diǎn)的電勢.,圖4,解析板間場強(qiáng)方向水平向左，可見Q板電勢最高. Q板接地，則電勢Q0，板間各點(diǎn)電勢均為負(fù)值.,Q、A間電勢差UQAEd5102(104)102 V30 V 所以A點(diǎn)電勢A30 V，同理可求得P板電勢PUPQ50 V,答案50 V30 V,解析,答案,(2)保持兩板間的電勢差不變，而將Q板向左平移5 cm，則A點(diǎn)的電勢將變?yōu)槎嗌伲?答案10 V,解析當(dāng)Q板向左平移5 cm時(shí)，兩板間距離d (105) cm5 cm Q板與A點(diǎn)間距離變?yōu)閐 (104) cm5 cm1 cm,Q、A間電勢差UQAEd 1.01031.0102 V10 V 所以A點(diǎn)電勢A10 V.,

7、1.0103 Vm1,解析,答案,在應(yīng)用公式UABEd時(shí)可簡化為UEd，即只把電勢差大小、場強(qiáng)大小通過公式聯(lián)系起來，至于電勢差的正負(fù)、電場強(qiáng)度的方向我們可根據(jù)題意另作判斷.,,1.UABEd只適用于勻強(qiáng)電場的定量計(jì)算，在非勻強(qiáng)電場中，不能進(jìn)行定量計(jì)算，但可以定性地分析有關(guān)問題.由E 可以得出結(jié)論：在等差等勢面中等勢面越密的地方場強(qiáng)就越大. 2.如圖5所示，a、b、c為某條電場線上的三個(gè)點(diǎn)，且距離abbc，由于不知電場的性質(zhì)，所以電勢差Uab與Ubc的大小不能確定.,二、非勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系的定性分析,圖5,例3如圖6所示，實(shí)線為電場線，虛線為等勢面，a50 V，c20 V，則a、c

8、連線中點(diǎn)b的電勢b為,圖6,A.等于35 V B.大于35 V C.小于35 V D.等于15 V,解析從電場線疏密可以看出EaEbEc，由UEd可以判斷UabUbc，所以b 35 V.,解析,答案,,,三、關(guān)于場強(qiáng)的三個(gè)表達(dá)式的比較,例4如圖7所示為一個(gè)水平的勻強(qiáng)電場，在電場內(nèi)某水平面上作一個(gè)半徑為10 cm的圓，在圓周上取如圖所示的A、B、C三點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)間電勢差為1 350 V， (1)求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小. 答案9 000 V/m,圖7,解析,答案,(2)若在圓心O處放置電荷量為108 C的正點(diǎn)電荷，求C點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小和方向.(已知靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，結(jié)

9、果保留三位有效數(shù)字) 答案1.27104 N/C，方向與水平方向成45角斜向右上,解析設(shè)正點(diǎn)電荷在C處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為E1，,C處另有勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E9103 N/C，方向水平向右，與E1垂直，根據(jù)平行四邊形定則，C處的合場強(qiáng)為E 1.27104 N/C，方向與水平方向成45角斜向右上.,解析,答案,針對訓(xùn)練如圖8所示，有豎直向下的勻強(qiáng)電場，A、B兩等勢面間距離為5 cm，電勢差為25 V，在電場中P點(diǎn)(圖中未畫出)固定放置電荷量為5109 C的負(fù)點(diǎn)電荷，此時(shí)電場中有一點(diǎn)場強(qiáng)為零，此點(diǎn)在P點(diǎn)的 A.上方30 cm處 B.下方30 cm處 C.上方25 cm處 D.下方25 cm處,圖8,

10、,答案,解析,達(dá)標(biāo)檢測,1.(對公式E 的理解)對公式E 的理解，下列說法正確的是 A.此公式適用于計(jì)算任何電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差 B.A點(diǎn)和B點(diǎn)間距離越大，則這兩點(diǎn)間的電勢差越大 C.勻強(qiáng)電場中A、B兩點(diǎn)沿電場線的距離越大，則電場強(qiáng)度越小 D.公式中的d是勻強(qiáng)電場中A、B所在的兩等勢面之間的距離,解析此公式只適用于勻強(qiáng)電場中A、B兩點(diǎn)間電勢差的計(jì)算，A錯(cuò)誤. A、B兩點(diǎn)間的電勢差不僅取決于距離的大小，還取決于電勢降落的快慢程度，B錯(cuò)誤. 勻強(qiáng)電場中的電場強(qiáng)度大小與A、B兩點(diǎn)間的距離無關(guān)，是恒定的，C錯(cuò)誤. 公式中的d是勻強(qiáng)電場中A、B所在的兩等勢面之間的距離，D正確.,答案,1,2,

11、3,4,解析,,2.(公式UABEd的應(yīng)用)(2018山東濟(jì)南市高一下期末)如圖9所示為沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，有一動點(diǎn)A以O(shè)為圓心，以r為半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，為OA與x軸正方向間的夾角，則O、A兩點(diǎn)間電勢差 A.UEr B.UErsin C.UErcos D.U,答案,1,2,3,4,解析,圖9,,解析OA兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離drcos ，由UEd知，C正確.,3.(應(yīng)用UABEd定性分析非勻強(qiáng)電場)如圖10所示是某電場中的三條電場線，C點(diǎn)是A、B連線的中點(diǎn).已知A點(diǎn)的電勢是A30 V，B點(diǎn)的電勢B20 V，則下列說法正確的是 A.C點(diǎn)的電勢C5 V B.C點(diǎn)的電勢C5 V C.C

12、點(diǎn)的電勢C5 V D.負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能,,答案,解析,1,2,3,4,圖10,1,2,3,4,解析由題圖看出，AC段電場線比CB段電場線密，則AC段場強(qiáng)較大，根據(jù)公式UEd可知，AC間電勢差UAC大于CB間電勢差UCB，所以UAC UAB25 V，即AC25 V，又A30 V，可知C5 V，故C正確，A、B錯(cuò)誤. 而負(fù)電荷在電勢低處電勢能較大，故D錯(cuò)誤.,4.(公式UABEd的應(yīng)用)平行的帶電金屬板A、B間是勻強(qiáng)電場，如圖11所示，兩板間距離是5 cm，兩板間的電壓是60 V.,圖11,(1)兩板間的場強(qiáng)是 ；,1.2103 V/m,解析,答案,1,2,3,4,(2)電場中有P1和P2兩點(diǎn)，P1點(diǎn)離A板0.5 cm，P2點(diǎn)離B板也是0.5 cm，P1和P2兩點(diǎn)間的電勢差U12 . 解析P1、P2兩點(diǎn)間沿場強(qiáng)方向的距離：d4 cm. 所以U12Ed1.21034102 V48 V.,解析,答案,1,2,3,4,48 V,