《（京津琼鲁专用）2018-2019学年高中物理_第一章 静电场 第6节 电势差与电场强度的关系课件 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（京津琼鲁专用）2018-2019学年高中物理_第一章 静电场 第6节 电势差与电场强度的关系课件 新人教版必修2（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6 电势差与电场强度的关系,第一章 静电场,学科素养与目标要求 物理观念：理解匀强电场中电势差与电场强度的关系：UEd或E ，了解其适用条件. 科学思维：1.通过关系式UEd的推理进一步加强逻辑思维能力. 2.对比有关电场强度的三个表达式及适用条件，并在具体问题中准确选用公式解决有关问题.,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习 预习新知 夯实基础,自主预习,一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1.在匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与这两点_ 的距离的乘积. 2.公式：UAB . 3.适用条件 (1) 电场； (2)d为两点沿 的距离.,沿电场方
2、向,Ed,匀强,电场方向,二、公式E 的意义 1.意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的 与这两点 的比值. 2.电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿 方向每单位距离上降低的 . 3.电场强度的另一个单位：由E 可导出电场强度的另一个单位，即 ，符号为 .1 1 N/C.,电势差,沿电场强度方向距离,电场,电势,伏特每米,V/m,V/m,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)公式UEd适用于所有电场.( ) (2)由UEd可知，匀强电场中两点间的电势差与这两点的距离成正比. ( ) (3)匀强电场的场强值等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值. ( ) (4)在匀强电场中，
3、任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积. ( ),答案,2.如图1所示，场强为E1.0102 V/m的匀强电场中，有相距d2.0102 m的A、B两点，A、B连线与电场方向的夹角为60，则A、B两点间的电势差为 V.,图1,答案,解析,1.0,重点探究,导学探究 如图2所示的一个匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d.现将一个电荷量为q的电荷由A移到B.,一、匀强电场中电势差与电场强度的关系,图2,(1)从力和位移的角度计算静电力所做的功；通过A、B间的电势差计算静电力做的功. 答案 WABFdqEd WABqUAB,答案,答案,(2)
4、比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系. 答案 UABEd (3)B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？ 答案 UACEd,知识深化 电场强度与电势差的关系 (1)大小关系：由E 可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势，电场强度是电势差对空间位置的变化率，电势随空间变化的快慢反映了电场强度的大小. (2)方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向.,例1 如图3所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E100 V/m，则O、P
5、两点的电势差可表示为 A.UOP10sin (V) B.UOP10sin (V) C.UOP10cos (V) D.UOP10cos (V),解析,答案,图3,解析 由题知匀强电场的方向沿y轴负方向，沿着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点的电势，O、P两点的电势差UOP为负值.根据电势差与场强的关系可得UOPEdERsin 10sin (V)，所以A正确.,例2 如图4所示，P、Q两金属板间的电势差为50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d10 cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4 cm.求： (1)P板及A点的电势.,图4,解析 板间场强方向水平向左，可见Q板
6、电势最高. Q板接地，则电势Q0，板间各点电势均为负值.,Q、A间电势差UQAEd5102(104)102 V30 V 所以A点电势A30 V，同理可求得P板电势PUPQ50 V,答案 50 V 30 V,解析,答案,(2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移5 cm，则A点的电势将变为多少？ 答案 10 V,解析 当Q板向左平移5 cm时，两板间距离d (105) cm5 cm Q板与A点间距离变为d (104) cm5 cm1 cm,Q、A间电势差UQAEd 1.01031.0102 V10 V 所以A点电势A10 V.,1.0103 Vm1,解析,答案,在应用公式UABEd时可简化为
7、UEd，即只把电势差大小、场强大小通过公式联系起来，至于电势差的正负、电场强度的方向我们可根据题意另作判断.,1.UABEd只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题.由E 可以得出结论：在等差等势面中等势面越密的地方场强就越大. 2.如图5所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离abbc，由于不知电场的性质，所以电势差Uab与Ubc的大小不能确定.,二、非匀强电场中电势差与电场强度关系的定性分析,图5,例3 如图6所示，实线为电场线，虚线为等势面，a50 V，c20 V，则a、c连线中点b的电势b为,图6,A.等于35 V B.大于35 V
8、C.小于35 V D.等于15 V,解析 从电场线疏密可以看出EaEbEc，由UEd可以判断UabUbc，所以b 35 V.,解析,答案,三、关于场强的三个表达式的比较,例4 如图7所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上作一个半径为10 cm的圆，在圆周上取如图所示的A、B、C三点，已知A、B两点间电势差为1 350 V， (1)求匀强电场的场强大小. 答案 9 000 V/m,图7,解析,答案,(2)若在圆心O处放置电荷量为108 C的正点电荷，求C点电场强度的大小和方向.(已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，结果保留三位有效数字) 答案 1.27104 N/C，方向与水平方向
9、成45角斜向右上,解析 设正点电荷在C处产生的电场强度为E1，,C处另有匀强电场，场强E9103 N/C，方向水平向右，与E1垂直，根据平行四边形定则，C处的合场强为E 1.27104 N/C，方向与水平方向成45角斜向右上.,解析,答案,针对训练 如图8所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5 cm，电势差为25 V，在电场中P点(图中未画出)固定放置电荷量为5109 C的负点电荷，此时电场中有一点场强为零，此点在P点的 A.上方30 cm处 B.下方30 cm处 C.上方25 cm处 D.下方25 cm处,图8,答案,解析,达标检测,1.(对公式E 的理解)对公式E 的理解，下
10、列说法正确的是 A.此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差 B.A点和B点间距离越大，则这两点间的电势差越大 C.匀强电场中A、B两点沿电场线的距离越大，则电场强度越小 D.公式中的d是匀强电场中A、B所在的两等势面之间的距离,解析 此公式只适用于匀强电场中A、B两点间电势差的计算，A错误. A、B两点间的电势差不仅取决于距离的大小，还取决于电势降落的快慢程度，B错误. 匀强电场中的电场强度大小与A、B两点间的距离无关，是恒定的，C错误. 公式中的d是匀强电场中A、B所在的两等势面之间的距离，D正确.,答案,1,2,3,4,解析,2.(公式UABEd的应用)(2018山东济南市高一下期
11、末)如图9所示为沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E，有一动点A以O为圆心，以r为半径逆时针转动，为OA与x轴正方向间的夹角，则O、A两点间电势差 A.UEr B.UErsin C.UErcos D.U,答案,1,2,3,4,解析,图9,解析 OA两点沿场强方向的距离drcos ，由UEd知，C正确.,3.(应用UABEd定性分析非匀强电场)如图10所示是某电场中的三条电场线，C点是A、B连线的中点.已知A点的电势是A30 V，B点的电势B20 V，则下列说法正确的是 A.C点的电势C5 V B.C点的电势C5 V C.C点的电势C5 V D.负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能,答案,解析
12、,1,2,3,4,图10,1,2,3,4,解析 由题图看出，AC段电场线比CB段电场线密，则AC段场强较大，根据公式UEd可知，AC间电势差UAC大于CB间电势差UCB，所以UAC UAB25 V，即AC25 V，又A30 V，可知C5 V，故C正确，A、B错误. 而负电荷在电势低处电势能较大，故D错误.,4.(公式UABEd的应用)平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图11所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V.,图11,(1)两板间的场强是 ；,1.2103 V/m,解析,答案,1,2,3,4,(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差U12 . 解析 P1、P2两点间沿场强方向的距离：d4 cm. 所以U12Ed1.21034102 V48 V.,解析,答案,1,2,3,4,48 V,
