高中物理 第1章 第6節(jié) 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系課件 新人教版選修3-1.ppt

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1、第一章靜電場,第6節(jié)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系,1知道在勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的定量關(guān)系，掌握表達(dá)兩者關(guān)系的公式 2知道電場強(qiáng)度另一個(gè)單位“伏特每米”的物理意義,2勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 (1)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)沿電場方向的距離的乘積 (2)公式：UABED (3)應(yīng)用此公式注意兩點(diǎn)： 公式只適用于勻強(qiáng)電場，但可對非勻強(qiáng)電場進(jìn)行定性分析； 公式中的“d”一定是“沿電場方向的距離”,3UEd的兩個(gè)推論 (1)在勻強(qiáng)電場中，沿任意一個(gè)方向，電勢下降都是均勻的，故在同一直線上相同間距的兩點(diǎn)間電勢差相等如果把某兩點(diǎn)間的距離平均分為n段，則每段兩端點(diǎn)間的電勢差等于原電

2、勢差的1/n. (2)在勻強(qiáng)電場中，沿任意方向相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢差相等,,應(yīng)用UABEd時(shí)注意d必須是沿電場強(qiáng)度方向的距離，如果A、B兩點(diǎn)間距為L，兩點(diǎn)連線不沿電場強(qiáng)度方向，計(jì)算電勢差時(shí)，d的取值應(yīng)為L在電場強(qiáng)度方向上的投影，即為A、B兩點(diǎn)所在的等勢面的垂直距離,5.電場強(qiáng)度的方向是電勢降落最快的方向，只有沿電場強(qiáng)度方向，單位長度上的電勢差才最大如圖所示，AC方向電勢降落最快,,電勢差降落最快的方向是電場強(qiáng)度的方向，但電勢降落的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向,平行的帶電金屬板A、B間是勻強(qiáng)電場，如圖所示，兩板間距離是5 cm，兩板間的電壓是60 V.,,(1)兩板間的場強(qiáng)是多大？ (

3、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)1.2103 V/m(2)48 V(3)P154 VP26 V,【方法總結(jié)】 (1)首先判斷電場是否為勻強(qiáng)電場 (2)若是勻強(qiáng)電場，明確各物理量的含義式中d是沿電場方向上的距離如果兩點(diǎn)間距離L不是沿電場方向，計(jì)算時(shí)，d的取值應(yīng)為L在沿電場方向的投影，即為兩點(diǎn)所在的等勢面的垂直距離 (3)應(yīng)用公式EU/d或UEd進(jìn)行有關(guān)計(jì)算,如圖所示是勻強(qiáng)電場中的一組等勢面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離都是2 cm，則該電場的電場

4、強(qiáng)度為________ V/m，到A點(diǎn)距離為1.5 cm的P點(diǎn)電勢為________V. 解析：因?yàn)殡妶鍪莿驈?qiáng)電場，所以可用EUBA/d求解，但必須明確d是指A、B兩點(diǎn)在電場線方向上的距離，且各單位必須用國際單位制中的單位,變式訓(xùn)練 1-1,,如圖1所示，A、B、C是勻強(qiáng)電場中的等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為A15 V，B3 V，C3 V，試確定場強(qiáng)的方向，并畫出電場線,,【答案】見解析,【方法總結(jié)】 (1)根據(jù)“電場線與等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面”，若知道電場中電勢的分布情況，就可以知道電場線的分布情況 (2)在勻強(qiáng)電場中，只要找到兩個(gè)電勢相

5、等的點(diǎn)就可以得到一條等勢線 (3)電勢相等的點(diǎn)可根據(jù)勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)利用等分法去找,(4)等分法畫電場線的步驟： 非勻強(qiáng)電場 明確電勢的分布情況，根據(jù)電場線與等勢面垂直，并且指向電勢低的等勢面畫出電場線 勻強(qiáng)電場 只要找到兩個(gè)電勢相等的點(diǎn)，就可得到一條等勢線，從而畫出電場線,變式訓(xùn)練 2-1,解析：(1)確定電場線的方法是先找到等勢點(diǎn)，根據(jù)等勢線和電場線相互垂直的關(guān)系畫出電場線，AC連線上二等分點(diǎn)D的電勢為D4 V，連接BD兩點(diǎn)，即為等勢線，垂直于等勢面的直線即為電場線，沿電場線電勢逐漸降低，如圖：,,如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，一電荷量為q5.01010 C的正電荷，由a點(diǎn)移到b點(diǎn)和由a點(diǎn)移到c點(diǎn)

6、，電場力做的功都是3.0108 J，已知a、b、c三點(diǎn)的連線組成直角三角形，ab20 cm，37.求： (1)a、b兩點(diǎn)間的電勢差； (2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大?。?(3)電場強(qiáng)度的方向,,【答案】(1)60 V(2)375 V/m(3)與ac平行且由a指向c,,(3)Epq，用于確定某點(diǎn)電勢能，在0處，Ep0. (4)在電場中轉(zhuǎn)移電荷，電場力做功WABqUAB，知道了WAB和q便可推知電場中一些點(diǎn)的電勢關(guān)系 (5)電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成等勢面，電場線的方向總是和等勢面垂直且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面知道了等勢面便可推知電場線的分布情況,(2014大慶三模)如圖所示，在一個(gè)勻強(qiáng)電場中有一四

7、邊形ABCD，其中M為AD的中點(diǎn)，N為BC的中點(diǎn)，一個(gè)電量為3107 C的帶正電粒子從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)，電場力做功為WAB3.0108 J，將該粒子從D點(diǎn)移動到C點(diǎn)，電場力做功為WDC5.0108 J，下列結(jié)論正確的是(),變式訓(xùn)練 3-1,,AA、B兩點(diǎn)之間的電勢差為0.01 V B若將該粒子從M點(diǎn)移動到N點(diǎn)，電場力做功WMN4.0108 J C若將該粒子從M點(diǎn)移動到N點(diǎn)，電場力做功WMN8.0108 J D若A、B之間的距離為1 cm，該電場的場強(qiáng)為E10 V/m,答案：B,(2015巢湖市無為三中期中)如圖甲所示，一條電場線與Ox軸重合，取O點(diǎn)電勢為零，Ox方向上各點(diǎn)的電勢隨x變化的情況如

8、圖乙所示若在O點(diǎn)由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用，則(),,A電子將沿xO方向運(yùn)動 B電子的電勢能將增大 C電子運(yùn)動的加速度恒定 D電子運(yùn)動的加速度先減小后增大 【解析】分析乙圖可知，電勢逐漸升高，電場線沿Ox負(fù)方向，電子所受的電場力沿Ox正方向，電子將沿Ox正方向運(yùn)動，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電場力做正功，電勢能減小，B選項(xiàng)錯(cuò)誤； x圖象的斜率大小表示電場強(qiáng)度的大小，斜率先減小后增大，則電場強(qiáng)度先減小后增大，電子的加速度先減小后增大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確 【答案】D,【方法總結(jié)】 此類題型往往結(jié)合圖象對電勢分布進(jìn)行分析，注意UEd的應(yīng)用若給出 x圖象，可以判定場強(qiáng)的變化；若給出Ex圖象，可以確定

9、、U的大小情況且應(yīng)注意此種類型常用微元法，取極短x.,(2014焦作一模)真空中有一靜電場，其在x軸正半軸的電勢隨x變化的關(guān)系如圖所示，則根據(jù)圖象可知() AR處的電場強(qiáng)度E0 B若試探電荷從x1處移到x2處，電場力不一定做正功 Cx1處與x2處的電場強(qiáng)度方向相反 D該電場有可能是處在O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷激發(fā)產(chǎn)生的,變式訓(xùn)練 4-1,解析：根據(jù)電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系可知，x圖象中，曲線上任意一點(diǎn)切線斜率的大小表示電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱R處的切線斜率不為零，則此處電場強(qiáng)度不為零，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；x1處的電勢高于x2處的電勢，正電荷在電勢高的地方電勢能大，如果試探電荷是正電荷，根據(jù)功能關(guān)系可知電場力做正功，負(fù)電荷

10、在電勢高的地方電勢能小，如果試探電荷是負(fù)電荷，電場力做負(fù)功，故B選項(xiàng)正確；,x1處切線方向與x2處切線的方向相同，根據(jù)曲線上任意一點(diǎn)切線的方向表示場強(qiáng)的方向可知，x1處與x2處的電場強(qiáng)度方向相同，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；正點(diǎn)電荷周圍的電勢為正，越靠近點(diǎn)電荷電勢越高，場強(qiáng)越強(qiáng)，圖象切線的斜率越大，圖中靠近y軸時(shí)圖象的斜率越來越小，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤 答案：B,1(2015深圳中學(xué)期中)關(guān)于勻強(qiáng)電場中電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系，正確的說法是() A在相同距離的兩點(diǎn)上，電勢差大的其場強(qiáng)也必定大 B任意兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)距離的乘積 C電勢減小的方向，必定是場強(qiáng)的方向 D沿電場線的方向任意相同距離上的電勢差必定相等

11、,解析：兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間在電場線方向上距離的乘積，在相同距離的兩點(diǎn)上，電勢差大的其場強(qiáng)不一定大，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電勢降低最快的方向是場強(qiáng)的方向，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)公式UEd可知沿電場線的方向任意相同距離上的電勢差必定相等，D選項(xiàng)正確 答案：D,2如圖所示，分別在M、N兩點(diǎn)固定兩個(gè)點(diǎn)電荷Q和q (Qq)，以MN連線的中點(diǎn)O為圓心的圓周上有A、B、C、D四點(diǎn)下列說法正確的是() AA點(diǎn)場強(qiáng)大于B點(diǎn)場強(qiáng) BC點(diǎn)電勢與D點(diǎn)電勢相等 CAO兩點(diǎn)間的電勢差與BO兩點(diǎn)間的電勢差相等 D將某正電荷從C點(diǎn)移到O點(diǎn)，電場力做負(fù)功,,解析：對比等量同種點(diǎn)電荷電場線的分布情況可知，M處的電荷量大于N處的電荷量，則關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)不等，A點(diǎn)的場強(qiáng)大于B點(diǎn)的場強(qiáng)，A選項(xiàng)正確；C、D兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱，電勢相等，B選項(xiàng)正確；AO間電場線比OB間電場線密，AO間場強(qiáng)大于BO間場強(qiáng)，UEd，d相同，則AO兩點(diǎn)間的電勢差大于BO兩點(diǎn)間的電勢差，故C錯(cuò)誤；正電荷從C點(diǎn)移到O點(diǎn)，受到電場力的排斥作用，電場力做負(fù)功，D選項(xiàng)正確 答案：ABD,3如圖所示，勻強(qiáng)電場中的A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一等腰直角三角形，ABBC10 cm，已知三點(diǎn)電勢分別為AB10 V，C30 V，求電場強(qiáng)度的大小和方向,,答案：200 V/m方向從C指向B,