高三物理人教版選修3-1課件：第1章第六節(jié)《電勢差與電場強度的關系》

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歡迎進入物理課堂 第六節(jié)電勢差與電場強度的關系 課標定位學習目標 1 理解勻強電場中電勢差跟電場強度的關系UAB Ed 2 知道電場強度另一個單位 伏特每米 的物理意義 重點難點 用E UAB d解決有關的實際問題 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 第六節(jié)電勢差與電場強度的關系 課前自主學案 課前自主學案 一 電勢差和電場強度的關系1 關系式 UAB Ed 2 適用條件 電場 d是沿 方向的距離 3 物理意義勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點間 的乘積 勻強 電場 沿電場方向的距離 二 電場強度的另一種求法1 表達式 E 2 物理意義 電場強度的大小等于兩點間的 與這兩點間沿電場方向的距離的比值 或者說電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向 上降低的電勢 3 場強的另一個單位 符號 1N C 1 電勢差 每單位距離 伏 米 V m V m 提示 不需要 核心要點突破 3 推論 在勻強電場中 兩長度相等且相互平行的線段兩端的電勢差相等 當線段與場強平行時 由U Ed可知 d相等 U相同 當線段與場強不平行時 只要沿場強方向投影的長度相等 U相同 如圖1 6 1所示 ABCD中 UAB UDC UBC UAD 圖1 6 1 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 a b c d是勻強電場中的四個點 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20V b點的電勢為24V d點的電勢為4V 如圖1 6 2所示 由此可知c點的電勢為 圖1 6 2 A 4VB 8VC 12VD 24V解析 選B bc與ad平行且相等 由勻強電場特點可得 b c a d c 8V 二 三個電場強度公式的比較 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 以下關于與電場強度有關的幾個公式的說法 其中不正確的是 A 公式U E d只適用于勻強電場B 只要電場中電場線是直線 公式U E d就適用C 公式E F q是定義式 適用于任何電場D 公式E kQ r2是由庫侖定律得出的 因而只適用于 真空中 點電荷的電場解析 選B 在點電荷電場中電場線是直線 但公式U Ed不成立 故B錯 課堂互動講練 平行的帶電金屬板A B間是勻強電場 如圖1 6 3所示 兩板間距離是5cm 兩板間的電壓是60V 1 兩板間的場強是多大 2 電場中有P1和P2兩點 P1點離A板0 5cm P2點離B板也是0 5cm P1和P2兩點間的電勢差多大 3 若B板接地 P1和P2兩點的電勢各是多少伏 圖1 6 3 答案 1 1 2 103V m 2 48V 3 54V6V 方法總結 應用U Ed求兩點間的電勢差 一定要正確理解 d 是兩點間沿電場方向的距離 而求某點的電勢 我們是通過求這點與電勢零點的電勢差實現(xiàn)的 由U Ed計算其數(shù)值 電勢的正負由該點與電勢零點的電勢高低比較而定 變式訓練1 2010高考安徽理綜卷 如圖1 6 4所示 在xOy平面內有一個以O為圓心 半徑R 0 1m的圓 P為圓周上的一點 O P兩點連線與x軸正方向的夾角為 若空間存在沿y軸負方向的勻強電場 場強大小E 100V m 則O P兩點的電勢差可表示為 A UOP 10sin V B UOP 10sin V C UOP 10cos V D UOP 10cos V 圖1 6 4 解析 選A 沿電場線方向電勢降低 由UOP o p可知 UOP為負值 公式U E d中的d為沿電場線方向的距離 故UOP ER sin 10sin V 選項A正確 如圖1 6 5所示 實線為電場線 虛線為等勢線 且AB BC 電場中的A B C三點的場強分別為EA EB EC 電勢分別為 A B C AB BC間的電勢差分別為UAB UBC 則下列關系中正確的有 A A B CB EC EB EAC UAB UBCD UAB UBC 圖1 6 5 思路點撥 公式U Ed在非勻強電場中可用于定性分析 精講精析 由題圖中電場線的分布規(guī)律可知 電場不是勻強電場 C附近稠密 A附近稀疏 C附近的場強大于A附近的場強 選項B正確 由公式U Ed知 UBC UAB 選項C對 D錯 由電場線的方向是電勢降低的方向得選項A正確 答案 ABC 題后反思 本題涉及電場中的三個基本物理量 各個物理量都是由哪些因素確定的 它們之間又有什么關系是解決問題的關鍵 變式訓練2如圖1 6 6所示 實線為電場線 虛線為等勢面 a b兩點的電勢分別為 a 60V b 30V 則a b連線中點c的電勢 c應為 A c 45VB c 45VC c 45VD c 0V 圖1 6 6 如圖1 6 7所示 A B C是勻強電場中的等腰直角三角形的三個頂點 已知A B C三點的電勢分別為 A 15V B 3V C 3V 試確定場強的方向 并畫出電場線 圖1 6 7 自主解答 根據(jù)A B C三點電勢的特點 在AC連線上取M N兩點 使AM MN NC 如圖1 6 8所示 圖1 6 8 答案 見自主解答 變式訓練3 2011年北京海淀模擬 如圖1 6 9所示 平行直線AA BB CC DD EE 分別表示電勢 4V 2V 0 2V 4V的等勢線 若AB BC CD DE 2cm 且與直線MN成30 角 則 圖1 6 9 A 該電場是勻強電場 場強方向垂直于AA 且右斜下B 該電場是勻強電場 場強大小為2V mC 該電場是勻強電場 距C點距離為2cm的所有點中 最高電勢為4V 最低電勢為 4VD 若一個正電荷從A點開始運動到E點 通過AB段損失動能E 則通過CD段損失動能也為E 解析 選CD 由該電場的等勢面特征可以看出 該電場為勻強電場 電場線方向垂直于等勢面且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面 故場強方向為垂直于AA 且左斜上 A錯誤 場強的大小可以由E U d得出 式中d表示沿電場線方向的距離 即兩等勢面之間的距離 根據(jù)幾何關系可知 相鄰兩個等勢面之間距離為1cm 電勢差為2V 故電場強度為200V m B錯誤 以點C為圓心2cm為半徑作圓 恰好與 4V和4V兩個等勢面相切 故C正確 正電荷從A向E運動電勢能增加 動能減少 由于UAB UBC 根據(jù)動能定理和W qU得 A到B和C到D過程電荷損失的動能相等 故選C D 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全