2019_2020版高中物理第一章6電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系課件新人教版.pptx

6 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系,學(xué)習(xí)目標(biāo),課前預(yù)習(xí),課堂探究,隨堂演練,課前預(yù)習(xí) 掌握新知,知識梳理,一、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 2.物理意義:勻強(qiáng)電場中兩點間的電勢差等于 與這兩點沿 的距離的乘積. 3.適用條件 (1)E為 的電場強(qiáng)度. (2)d為沿 的距離.,Ed,電場強(qiáng)度,電場方向,勻強(qiáng)電場,電場方向,二、電場強(qiáng)度E的另一種表述 2.物理意義:勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度的大小等于兩點間的 與兩點間沿 方向距離的比值.即電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿 每單位距離上降低的電勢. 3.單位: 或 .,電勢差,電場強(qiáng)度,電場方向,N/C,V/m,科學(xué)思維,1.思考判斷,(1)公式U=Ed用于任何電場.( ) (2)在電場中相同距離上的兩點,電勢差大的其電場強(qiáng)度也必定大.( ) (3)在勻強(qiáng)電場中,沿著電場方向,任何相同距離上的電勢降落必定相等.( ) (4)電勢降落的方向必定是電場強(qiáng)度的方向.( ) (5)在勻強(qiáng)電場中沿電場線方向,電勢降得最快.( ),(1)如何理解UAB=Ed中d的意義? 答案:公式中d是沿電場強(qiáng)度的方向的距離,若A,B兩點連線與電場線成一角度,d是A,B間距離L在電場強(qiáng)度方向上的垂直投影的距離. (2)怎樣理解電場強(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?,要點一 對電場強(qiáng)度的進(jìn)一步理解 探究導(dǎo)學(xué),課堂探究 突破要點,(1)你能說出三個公式的物理含義嗎? (2)你能說出三個公式的適用條件嗎?,要點歸納 1.電場強(qiáng)度的三個表達(dá)式的比較,2.關(guān)于電場強(qiáng)度與電勢的理解 (1)電場強(qiáng)度為零的地方電勢不一定為零,如等量同種點電荷連線的中點;電勢為零的地方電場強(qiáng)度也不一定為零,如等量異種點電荷連線的中點. (2)電場強(qiáng)度相等的地方電勢不一定相等,如勻強(qiáng)電場;電勢相等的地方電場強(qiáng)度不一定相等,如點電荷周圍的等勢面.,B,例1 (2019遼寧大連校級期末)如圖所示,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點固定放置電荷量為510-9 C的負(fù)點電荷,此時電場中有一點電場強(qiáng)度為零,此點在P點的( ) A.上方30 cm B.下方30 cm C.上方25 cm D.下方25 cm,學(xué)霸筆記,電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向,但電勢降低的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向.,(教師備用) 例1-1:(2019江西南昌二中月考)如圖所示為一個水平的勻強(qiáng)電場,在電場內(nèi)某水平面上做一個半徑為10 cm的圓,在圓周上取如圖所示的A,B,C三點,已知A,B兩點間電勢差為1 350 V, (1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小;,答案:(1)9 000 V/m,答案:(2)1.27104 N/C,方向與水平方向成45角斜向右上方,(2)若在圓心O處放置電荷量為10-8 C的正點電荷,求C點電場強(qiáng)度的大小和方向.(k=9.0109 Nm2/C2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字),針對訓(xùn)練1 (2019河北校級檢測)如圖所示,有一水平方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為 9 000 N/C,在電場內(nèi)一水平面上作半徑為10 cm的圓,圓上取A,B兩點,AO沿E方向,BOOA,另在圓心處放一電荷量為10-8 C的正點電荷,則A和B處的電場強(qiáng)度大小分別為(k=9.0109 Nm2/C2)( ),A,探究導(dǎo)學(xué),電場強(qiáng)度描述的是電場力的性質(zhì),電勢差描述的是電場能的性質(zhì).E和U描述電場的角度雖不同,但作為反映同一電場的兩個物理量,必然存在一定的內(nèi)在聯(lián)系. (1)哪些關(guān)系式能反映E和U之間的內(nèi)在聯(lián)系? (2)電場強(qiáng)度與電勢差之間的關(guān)系的物理意義?,(2)電場強(qiáng)度是電勢差對空間位置的變化率,反映了電勢隨空間變化的快慢.,要點歸納,1.電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系,在等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度就越大,如圖(甲)所示.如圖(乙)所示,a,b,c為某條電場線上的三個點,且距離ab=bc,由于電場線越密的地方電場強(qiáng)度越大,即ab段的平均電場強(qiáng)度小于bc段的平均電場強(qiáng)度,故UabUbc.,例2 (2019廣東肇慶校級月考)有兩塊平行金屬板A,B相隔6 cm,A板帶正電,B板帶負(fù)電,兩板間的電勢差為U=36 V.A板接地,C點在兩板間且到A板的距離為2 cm. (1)求A,B兩板間的電場強(qiáng)度大小和方向. (2)以地面為電勢零點,問C點的電勢多高?,審題指導(dǎo):,(2)UAC=EdAC=600210-2 V=12 V 由UAC=A-C,得C=A-UAC=0-12 V=-12 V.,答案:(1)600 V/m,方向由A板垂直指向B板 (2)-12 V,學(xué)霸筆記,(1)公式U=Ed只適用于勻強(qiáng)電場,但對非勻強(qiáng)電場,可用于定性分析. (2)公式中的“d”指電場中兩點沿電場強(qiáng)度方向的距離,如果電場中兩點不沿電場強(qiáng)度方向,d的取值應(yīng)為兩點連線在電場強(qiáng)度方向的投影,或為兩點所在等勢面間的垂直距離. (3)在勻強(qiáng)電場中沿任意方向,相等間距對應(yīng)的電勢差相同.,(教師備用) 例2-1:(2019江蘇無錫期中)如圖所示,在勻強(qiáng)電場中,電荷量q=5.010-10 C的正電荷,由a點移到b點和由a點移到c點靜電力做功都是3.010-8 J,已知a,b,c三點的連線組成直角三角形,ab=20 cm,a=37,c=90,sin 37=0.6,cos 37=0.8.求:,答案:(1)60 V,(1)a,b兩點的電勢差Uab;,答案:(2)375 V/m 方向與bc邊垂直且由a指向c,(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小和方向.,針對訓(xùn)練2(2019湖南醴陵校級月考)如圖所示,三個同心圓是點電荷q周圍的三個等勢面,A,B,C是這三個等勢面與一條電場線的交點,且AB=BC.A,C兩點的電勢分別為A=10 V和C=2 V,則B點的電勢( ) A.等于6 V B.低于6 V C.高于6 V D.無法確定,B,要點三 “等分法”在勻強(qiáng)電場中的應(yīng)用 探究導(dǎo)學(xué),等分法是國際上經(jīng)常使用的研究方法之一,就是將一個物體或數(shù)量等分幾份的一種思想方法.這種方法在數(shù)學(xué)上解答有關(guān)多邊形的面積問題,常會使人有“柳暗花明”的感受.等分法在物理上也大有用處,試舉例說明在物理上等分法求電勢的理論依據(jù).,要點歸納 2.應(yīng)用 (1)求解電勢或電勢差:在勻強(qiáng)電場中,相互平行、相等長度的線段兩端電勢差相等,用這一點可求解電勢或電勢差. (2)找等勢點(線):已知某幾個點的電勢,則可以采用“等分法”找出與待求點的等勢點(線),就能求解出待求點的電勢. (3)畫電場線或計算電場強(qiáng)度.,例3 (2019天津校級檢測)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場,其中坐標(biāo)原點O處的電勢為0,點A處的電勢為6 V,點B處的電勢為3 V,則電場強(qiáng)度的大小為( ),A,思維導(dǎo)圖:,學(xué)霸筆記,(1)勻強(qiáng)電場中同一直線上的等長線段的電勢差相等. (3)勻強(qiáng)電場中不在同一直線上,但相互平行且等長線段的電勢差相等.,(教師備用),解析:A,C間的電勢差為18 V,連接AC,在AC連線上取三等分點D,F,根據(jù)勻強(qiáng)電場中,沿同一方向任意距離相等兩點間的電勢差相等,知D的電勢為3 V,與B點的電勢相等,連接DB,則DB是一條等勢線,根據(jù)電場線與等勢面垂直,且由高電勢指向低電勢,作出電場線如圖所示.,答案:見解析圖,D,隨堂演練 檢測效果,1.(2019江蘇泰興校級月考)下列關(guān)于勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度和電勢差關(guān)系的說法正確的是( ) A.在相同距離上,電勢差大的其電場強(qiáng)度也必定大 B.任意兩點的電勢差,等于電場強(qiáng)度與這兩點間距離的乘積 C.沿著電場線方向,相同距離上的電勢降落必定相等 D.電勢降低的方向,必定是電場強(qiáng)度的方向,C,解析:在勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度處處相等,A錯誤;由U=Ed可知,任意兩點的電勢差等于電場強(qiáng)度與兩點沿電場方向距離的乘積,B錯誤;沿電場方向電勢降低,沿電場方向的距離相同時電勢差相同,C正確;電勢降低最快的方向才是電場強(qiáng)度方向,D錯誤.,2.(2019浙江湖州期末)如圖所示,A,B是勻強(qiáng)電場中相距4 cm的兩點,其連線與電場方向的夾角為60,兩點間的電勢差為20 V,則電場強(qiáng)度大小為( ) A.5 V/m B.50 V/m C.1102 V/m D.1103 V/m,D,3.(2019湖南校級月考) a,b,c,d是勻強(qiáng)電場中的四個點,它們正好是一個矩形的四個頂點.電場線與矩形所在平面平行.已知a點的電勢為20 V, b點的電勢為24 V,d點的電勢為4 V,如圖所示,由此可知c點的電勢為( ) A.4 V B.8 V C.12 V D.24 V,B,4.(2019福建校級檢測)如圖所示,在xOy平面內(nèi)有一個以O(shè)為圓心、半徑R=0