高中物理第一章静电场6电势差与电场强度的关系.pptx

,第一章,静电场,6,电势差与电场强度关系,第1页,学习目标,第2页,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,第3页,知识探究,1,第4页,导学探究,如图,1,所表示一个匀强电场，场强大小为,E,，,A,、,B,是沿电场方向上两点，其电势差为,U,，,A,、,B,之,间相距为,d,.,现将一个电荷量为,q,电荷由,A,移到,B,.,(1),从力和位移角度计算静电力所做功大小；经过,A,、,B,间电势差计算静电力做功大小,.,W,AB,Fd,qEd,W,AB,qU,AB,答案,图,1,第5页,(2),比较两次计算功大小，说明电势差与电场强度有何关系,.,U,AB,Ed,答案,(3),B,、,C,在同一等势面上，,U,AC,与电场强度有何关系？,U,AC,Ed,答案,第6页,知识梳理,1.,匀强电场中电势差与电场强度关系,(1),关系式：,U,AB,或,E,.,(2),物理意义：匀强电场中两点间电势差等于,与这两点,_,乘积,.,(3),适用条件,电场,.,d,为两点沿,距离,.,沿电,电场强度,Ed,场方向距离,匀强,电场方向,第7页,(1),意义：在匀强电场中，电场强度大小等于两点间,与这两点,比值,.,(2),电场强度另一个表述：电场强度在数值上等于沿,方向每单位距离上降低,.,(3),电场强度另一个单位：由,E,可导出电场强度另一个单位，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,第8页,即学即用,判断以下说法正误,.,(1),公式,U,Ed,适合用于全部电场,.(,),(2),由,U,Ed,可知，匀强电场中两点电势差与这两点距离成正比,.(,),(3),匀强电场场强值等于沿电场线方向每单位长度上电势差值,.(),(4),沿电场线方向任意相同距离上电势差必相等,.(,),(5),在匀强电场中，任意两点间电势差等于场强与这两点间距离乘积,.(,),第9页,2,题型探究,第10页,一、,关于场强三个表示式比较,区分,公式,物理含义,引入过程,适用范围,说明,E,电场强度大小定义式,E与F、q无关，是反应某点电场性质,一切电场,q为试探电荷电荷量,E,k,真空中点电荷场强决定式,由,E,和库仑定律导出,在真空中，场源电荷,Q,是点电荷,Q为场源电荷电荷量,第11页,区分,公式,物理含义,引入过程,适用范围,说明,E,匀强电场中场强决定式,由,F,qE,和,W,qU,AB,导出,匀强电场,d为沿电场方向距离,第12页,例,1,如图,2,所表示为一个水平匀强电场，在电场内某水平面上做一个半径为,10 cm,圆，在圆周上取如图所表示,A,、,B,、,C,三点，已知,A,、,B,两点间电势差为,1 350 V,，,(1),求匀强电场场强大小,.,答案,解析,9 000 V,/m,图,2,第13页,(2),若在圆心,O,处放置电荷量为,10,8,C,正点电荷，求,C,点电场强度大小和方向,.(,结果保留三位有效数字,),答案,解析,1.27,10,4,N/,C,，方向与水平方向成,45,角斜向右上,第14页,二、对关系式,U,Ed,和,E,了解,1.,关系式表明了电场强度与电势差关系,(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电势，电场强度是电势差对空间位置改变率，电势随空间改变快慢，反应了电场强度大小,.,(2),方向关系：电场中电场强度方向就是电势降低最快方向,.,2.,U,Ed,两个推论,(1),在匀强电场中，沿任意一个方向，电势改变都是均匀，故在同一直线上相同间距两点间电势差相等,.,(2),在匀强电场中，相互平行且长度相等线段两端点电势差相等,.,第15页,例,2,如图,3,所表示，在,xOy,平面内有一个以,O,为圆心、半径,R,0.1 m,圆，,P,为圆周上一点，,O,、,P,两点连线与,x,轴正方向夹角为,.,若空间存在沿,y,轴负方向匀强电场，场强大小,E,100 V/m,，则,O,、,P,两点电势差可表示为,A.,U,OP,10sin,(V),B.,U,OP,10sin,(V),C.,U,OP,10cos,(V),D.,U,OP,10cos,(V),图,3,答案,解析,第16页,由题图可知匀强电场方向是沿,y,轴负方向，沿着电场线方向电势是降低，所以,P,点电势高于,O,点电势，,O,、,P,两点电势差,U,OP,为负值,.,依据电势差与场强关系可得,U,OP,Ed,E,R,sin,10sin,(V),，所以,A,正确,.,第17页,例,3,如图,4,所表示，,P,、,Q,两金属板间电势差为,50 V,，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间距离,d,10 cm,，其中,Q,板接地，两板间,A,点距,P,板,4 cm.,求：,(1),P,板及,A,点电势,.,图,4,答案,解析,50 V,30 V,第18页,第19页,(2),保持两板间电势差不变，而将,Q,板向左平移,5 cm,，则,A,点电势将变为多少？,答案,解析,10 V,第20页,技巧点拨,在应用公式,U,AB,Ed,时可简化为,U,Ed,，即只把电势差大小、场强大小经过公式联络起来，至于电势差正负、电场强度方向我们可依据题意另作判断,.,第21页,例,4,如图,5,所表示，实线为电场线，虚线为等势面，,a,50 V,，,c,20 V,，则,a,、,c,连线中点,b,电势,b,为,答案,解析,三、,非匀强电场中电势差与电场强度关系,A.,等于,35 V,B.,大于,35 V,C.,小于,35 V,D.,等于,15 V,图,5,第22页,总结提升,第23页,达标检测,3,第24页,1.,关于匀强电场中场强和电势差关系，以下说法正确是,A.,任意两点间电势差等于场强和这两点间距离乘积,B.,沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等,C.,电势降低方向必是场强方向,D.,在相同距离两点上，电势差大场强也大,答案,1,2,3,解析,本题关键是了解匀强电场中场强与电势差关系，公式,E,中，,d,是沿场强方向上两点距离，由此很轻易判断出,A,、,D,错，,B,正确；,场强方向是电势降低最快方向，电场降低方向不一定是场强方向，故,C,错,.,第25页,2.,如图,6,所表示，在匀强电场中相距,10 mm,两等势面,AA,、,BB,.,其间有一静止油滴,P,.,已知油滴,P,重力是,1.6,10,4,N,，所带电荷量是,3.2,10,9,C.,则下面判断正确是,A.,A,B,，,U,AB,100 V,B.,A,B,，,U,AB,750 V,C.,A,B,，,U,BA,500 V,D.,A,B,，,U,BA,1 000 V,答案,1,2,3,解析,图,6,第26页,1,2,3,第27页,3.,平行带电金属板,A,、,B,间是匀强电场，如图,7,所表示，两板间距离是,5 cm,，两板间电压是,60 V.,(1),两板间场强是,_,；,(2),电场中有,P,1,和,P,2,两点，,P,1,点离,A,板,0.5 cm,，,P,2,点离,B,板也是,0.5 cm,，,P,1,和,P,2,两点间电势差,U,12,_.,答案,解析,1,2,3,P,1,、,P,2,两点间沿场强方向距离：,d,4 cm.,所以,U,12,Ed,1.2,10,3,4,10,2,V,48 V.,1.2,10,3,V/m,答案,解析,48 V,第28页,本课结束,第29页,