2019-2020學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 6 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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6電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系 知識(shí)自學(xué) 自我檢測 一 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系閱讀教材第22 23頁 能自主推導(dǎo)勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系 理解關(guān)系式中各字母的含義 1 如圖所示 勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E 將電荷 q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn) 1 從力和位移的角度計(jì)算靜電力所做功W qEd 2 若A B間電勢差為UAB 則靜電力做功W UABq 3 比較兩次計(jì)算的功的大小 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系為UAB Ed 知識(shí)自學(xué) 自我檢測 2 接上問 若A B不在同一條電場線上 如圖所示 A B兩點(diǎn)間的電勢差UAB Ed 知識(shí)自學(xué) 自我檢測 二 電場強(qiáng)度的另一種表述閱讀教材第23頁 理解從電勢差的角度定義電場強(qiáng)度的概念 知道電場強(qiáng)度的另一個(gè)單位 知識(shí)自學(xué) 自我檢測 1 正誤判斷 1 公式UAB Ed適用于計(jì)算任何電場中A B兩點(diǎn)間的電勢差 解析 此公式只適用于勻強(qiáng)電場 答案 2 根據(jù)公式UAB Ed 在勻強(qiáng)電場中A點(diǎn)和B點(diǎn)間距離越大 則這兩點(diǎn)的電勢差越大 解析 公式中的d是A B兩個(gè)等勢面間的垂直距離 A點(diǎn)和B點(diǎn)間距離大 等勢面間的垂直距離不一定大 答案 知識(shí)自學(xué) 自我檢測 3 在勻強(qiáng)電場中 沿電場線方向 相同距離上降低的電勢必相等 解析 由UAB Ed可知沿電場線方向 相同距離上降低的電勢必相等 答案 4 由公式得 電場強(qiáng)度E與電勢差U成正比 與兩點(diǎn)間距離d成反比 解析 電場強(qiáng)度是電場本身的性質(zhì) 與兩點(diǎn)間的距離及電勢差無關(guān) 答案 知識(shí)自學(xué) 自我檢測 2 下列關(guān)于勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度和電勢差的關(guān)系 正確的說法是 A 任意兩點(diǎn)之間的電勢差 等于電場強(qiáng)度和這兩點(diǎn)間距離的乘積B 在任何方向上 若兩點(diǎn)間距離相等 則它們之間電勢差就相等C 沿著電場線方向 任何相同距離上的電勢降落必定相等D 電勢降落的方向必定是電場強(qiáng)度的方向解析 勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系U Ed中的d是兩點(diǎn)沿電場線方向的距離 并不是兩點(diǎn)間的距離 A錯(cuò) 兩點(diǎn)距離相等 兩點(diǎn)沿電場線方向的距離不一定相等 B錯(cuò) 由U Ed ELcos 可知C正確 答案 C 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 公式UAB Ed 的理解及應(yīng)用如圖所示 一電場的電場線分布關(guān)于y軸 沿豎直方向 對稱 O M N是y軸上的三個(gè)點(diǎn) 且OM MN M N兩點(diǎn)間的電勢差UMN與O M兩點(diǎn)間的電勢差UOM哪個(gè)大 要點(diǎn)提示 UMN UOM 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 例題1 1 某一電場的電場線和等勢面如圖甲所示 已知 a 5V c 3V ab bc 則 A b 4VB b 4VC b 4VD 上述情況都有可能 2 若電場線和等勢面如圖乙所示 其他條件不變 則答案為 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 解析 1 根據(jù)勻強(qiáng)電場U Ed可知 得 b 4V 選項(xiàng)A正確 2 由于是非勻強(qiáng)電場 不能根據(jù)公式U Ed進(jìn)行定量計(jì)算 只能進(jìn)行定性分析 由電場線的疏密可知ab和bc間的平均電場強(qiáng)度Eab Ebc 所以Uab Ubc C正確 答案 1 A 2 C 1 公式U Ed可以定性分析非勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度和電勢差 2 在一幅等勢面圖中 若相鄰等勢面間的電勢差相等 相鄰等勢面的間距越小 等勢面越密 電場強(qiáng)度就越大 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 從電勢差的角度理解電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電勢差和電勢都是描述電場的物理量 電場中電勢越高的位置 電場強(qiáng)度一定越大嗎 要點(diǎn)提示 電場強(qiáng)度與電勢是兩個(gè)不同的概念 兩者無必然聯(lián)系 電勢高的位置 電場強(qiáng)度不一定大 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 在勻強(qiáng)電場中 相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢差相等 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 例題2 如圖所示 虛線方框內(nèi)有一勻強(qiáng)電場 A B C為該電場中的三點(diǎn) 已知 A 12V B 6V C 6V 試在該虛線框內(nèi)作出該電場的示意圖 畫出幾條電場線 并要求保留作圖時(shí)所用的輔助線 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 解析 要畫電場線 先找等勢面 線 因?yàn)閁AC 18V UAB 6V 將線段AC等分成三份 即使AH HF FC 則 H 6V F 0 故B H等電勢 連接BH即為等勢線 由電場線與等勢面 線 垂直且由高電勢指向低電勢 可畫出電場線如圖所示 答案 見解析圖 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測 問題探究 名師精講 典例剖析 1 在勻強(qiáng)電場中 沿任意一個(gè)方向 電勢降低都是均勻的 故在同一直線上相同間距的兩點(diǎn)間電勢差相等 如圖甲 AB BC 則UAB UBC 2 在勻強(qiáng)電場中 相互平行且相等的線段兩點(diǎn)間的電勢差相等 如圖乙 AB CD 則UAB UCD 3 確定電場方向的方法 先由等分法確定電勢相等的點(diǎn) 畫出等勢面 線 然后根據(jù)電場線與等勢面 線 垂直畫出電場線 且電場線的方向由電勢高的等勢面 線 指向電勢低的等勢面 線 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 1 2 3 1 如圖所示 在xOy平面內(nèi)有一個(gè)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 電場強(qiáng)度大小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 解析 由題圖可知?jiǎng)驈?qiáng)電場的方向是沿y軸負(fù)方向的 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)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系可得UOP Ed E Rsin 10sin V 所以A正確 答案 A 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測 2 如圖所示 A B是勻強(qiáng)電場中相距4cm的兩點(diǎn) 其連線與電場方向成60 角 兩點(diǎn)間的電勢差為200V 則電場強(qiáng)度大小為 A 8V mB 50V mC 5 103V mD 1 104V m解析 由電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系U Ed 得 1 104V m D正確 答案 D 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測 3如圖所示 三個(gè)同心圓是一個(gè)點(diǎn)電荷周圍的三個(gè)等勢面 已知這三個(gè)圓的半徑成等差數(shù)列 A B C分別是這三個(gè)等勢面上的點(diǎn) 且這三點(diǎn)在同一條電場線上 A C兩點(diǎn)的電勢依次為 A 10V和 C 2V 則B點(diǎn)的電勢 A 一定等于6VB 一定低于6VC 一定高于6VD 無法確定解析 從等勢面的疏密可以看出EA EB EC 又AB BC 由公式UAB Ed可以判斷UAB UBC 所以 B 6V 答案 B