高三物理人教版選修3-1課件：第1章第六節(jié)《電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系》

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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 課標(biāo)定位學(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(shí)際問題 核心要點(diǎn)突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第六節(jié)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 課前自主學(xué)案 課前自主學(xué)案 一 電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系1 關(guān)系式 UAB Ed 2 適用條件 電場 d是沿 方向的距離 3 物理意義勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)間 的乘積 勻強(qiáng) 電場 沿電場方向的距離 二 電場強(qiáng)度的另一種求法1 表達(dá)式 E 2 物理意義 電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的 與這兩點(diǎn)間沿電場方向的距離的比值 或者說電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向 上降低的電勢 3 場強(qiáng)的另一個單位 符號 1N C 1 電勢差 每單位距離 伏 米 V m V m 提示 不需要 核心要點(diǎn)突破 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 1所示 ABCD中 UAB UDC UBC UAD 圖1 6 1 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 1 a b c d是勻強(qiáng)電場中的四個點(diǎn) 它們正好是一個矩形的四個頂點(diǎn) 電場線與矩形所在平面平行 已知a點(diǎn)的電勢為20V b點(diǎn)的電勢為24V d點(diǎn)的電勢為4V 如圖1 6 2所示 由此可知c點(diǎn)的電勢為 圖1 6 2 A 4VB 8VC 12VD 24V解析 選B bc與ad平行且相等 由勻強(qiáng)電場特點(diǎn)可得 b c a d c 8V 二 三個電場強(qiáng)度公式的比較 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 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 課堂互動講練 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 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 圖1 6 3 答案 1 1 2 103V m 2 48V 3 54V6V 方法總結(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(shí)現(xiàn)的 由U Ed計(jì)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 變式訓(xùn)練1 2010高考安徽理綜卷 如圖1 6 4所示 在xOy平面內(nèi)有一個以O(shè)為圓心 半徑R 0 1m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E 100V m 則O P兩點(diǎn)的電勢差可表示為 A UOP 10sin V B UOP 10sin V C UOP 10cos V D UOP 10cos V 圖1 6 4 解析 選A 沿電場線方向電勢降低 由UOP o p可知 UOP為負(fù)值 公式U E d中的d為沿電場線方向的距離 故UOP ER sin 10sin V 選項(xiàng)A正確 如圖1 6 5所示 實(shí)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 A A B CB EC EB EAC UAB UBCD UAB UBC 圖1 6 5 思路點(diǎn)撥 公式U Ed在非勻強(qiáng)電場中可用于定性分析 精講精析 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(xiàng)B正確 由公式U Ed知 UBC UAB 選項(xiàng)C對 D錯 由電場線的方向是電勢降低的方向得選項(xiàng)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 變式訓(xùn)練2如圖1 6 6所示 實(shí)線為電場線 虛線為等勢面 a b兩點(diǎn)的電勢分別為 a 60V b 30V 則a b連線中點(diǎn)c的電勢 c應(yīng)為 A c 45VB c 45VC c 45VD c 0V 圖1 6 6 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 圖1 6 7 自主解答 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 見自主解答 變式訓(xùn)練3 2011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?yàn)榇怪庇贏A 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 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