2019_2020版高中物理第一章6电势差与电场强度的关系课件新人教版.pptx

6 电势差与电场强度的关系,学习目标,课前预习,课堂探究,随堂演练,课前预习 掌握新知,知识梳理,一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 2.物理意义:匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点沿 的距离的乘积. 3.适用条件 (1)E为 的电场强度. (2)d为沿 的距离.,Ed,电场强度,电场方向,匀强电场,电场方向,二、电场强度E的另一种表述 2.物理意义:匀强电场中,电场强度的大小等于两点间的 与两点间沿 方向距离的比值.即电场强度在数值上等于沿 每单位距离上降低的电势. 3.单位: 或 .,电势差,电场强度,电场方向,N/C,V/m,科学思维,1.思考判断,(1)公式U=Ed用于任何电场.( ) (2)在电场中相同距离上的两点,电势差大的其电场强度也必定大.( ) (3)在匀强电场中,沿着电场方向,任何相同距离上的电势降落必定相等.( ) (4)电势降落的方向必定是电场强度的方向.( ) (5)在匀强电场中沿电场线方向,电势降得最快.( ),(1)如何理解UAB=Ed中d的意义? 答案:公式中d是沿电场强度的方向的距离,若A,B两点连线与电场线成一角度,d是A,B间距离L在电场强度方向上的垂直投影的距离. (2)怎样理解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?,要点一 对电场强度的进一步理解 探究导学,课堂探究 突破要点,(1)你能说出三个公式的物理含义吗? (2)你能说出三个公式的适用条件吗?,要点归纳 1.电场强度的三个表达式的比较,2.关于电场强度与电势的理解 (1)电场强度为零的地方电势不一定为零,如等量同种点电荷连线的中点;电势为零的地方电场强度也不一定为零,如等量异种点电荷连线的中点. (2)电场强度相等的地方电势不一定相等,如匀强电场;电势相等的地方电场强度不一定相等,如点电荷周围的等势面.,B,例1 (2019辽宁大连校级期末)如图所示,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点固定放置电荷量为510-9 C的负点电荷,此时电场中有一点电场强度为零,此点在P点的( ) A.上方30 cm B.下方30 cm C.上方25 cm D.下方25 cm,学霸笔记,电场强度的方向是电势降低最快的方向,但电势降低的方向不一定是电场强度的方向.,(教师备用) 例1-1:(2019江西南昌二中月考)如图所示为一个水平的匀强电场,在电场内某水平面上做一个半径为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)求匀强电场的电场强度大小;,答案:(1)9 000 V/m,答案:(2)1.27104 N/C,方向与水平方向成45角斜向右上方,(2)若在圆心O处放置电荷量为10-8 C的正点电荷,求C点电场强度的大小和方向.(k=9.0109 Nm2/C2,结果保留三位有效数字),针对训练1 (2019河北校级检测)如图所示,有一水平方向的匀强电场,电场强度大小为 9 000 N/C,在电场内一水平面上作半径为10 cm的圆,圆上取A,B两点,AO沿E方向,BOOA,另在圆心处放一电荷量为10-8 C的正点电荷,则A和B处的电场强度大小分别为(k=9.0109 Nm2/C2)( ),A,探究导学,电场强度描述的是电场力的性质,电势差描述的是电场能的性质.E和U描述电场的角度虽不同,但作为反映同一电场的两个物理量,必然存在一定的内在联系. (1)哪些关系式能反映E和U之间的内在联系? (2)电场强度与电势差之间的关系的物理意义?,(2)电场强度是电势差对空间位置的变化率,反映了电势随空间变化的快慢.,要点归纳,1.电场强度与电势差的关系,在等差等势面越密的地方电场强度就越大,如图(甲)所示.如图(乙)所示,a,b,c为某条电场线上的三个点,且距离ab=bc,由于电场线越密的地方电场强度越大,即ab段的平均电场强度小于bc段的平均电场强度,故UabUbc.,例2 (2019广东肇庆校级月考)有两块平行金属板A,B相隔6 cm,A板带正电,B板带负电,两板间的电势差为U=36 V.A板接地,C点在两板间且到A板的距离为2 cm. (1)求A,B两板间的电场强度大小和方向. (2)以地面为电势零点,问C点的电势多高?,审题指导:,(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,学霸笔记,(1)公式U=Ed只适用于匀强电场,但对非匀强电场,可用于定性分析. (2)公式中的“d”指电场中两点沿电场强度方向的距离,如果电场中两点不沿电场强度方向,d的取值应为两点连线在电场强度方向的投影,或为两点所在等势面间的垂直距离. (3)在匀强电场中沿任意方向,相等间距对应的电势差相同.,(教师备用) 例2-1:(2019江苏无锡期中)如图所示,在匀强电场中,电荷量q=5.010-10 C的正电荷,由a点移到b点和由a点移到c点静电力做功都是3.010-8 J,已知a,b,c三点的连线组成直角三角形,ab=20 cm,a=37,c=90,sin 37=0.6,cos 37=0.8.求:,答案:(1)60 V,(1)a,b两点的电势差Uab;,答案:(2)375 V/m 方向与bc边垂直且由a指向c,(2)匀强电场的电场强度的大小和方向.,针对训练2(2019湖南醴陵校级月考)如图所示,三个同心圆是点电荷q周围的三个等势面,A,B,C是这三个等势面与一条电场线的交点,且AB=BC.A,C两点的电势分别为A=10 V和C=2 V,则B点的电势( ) A.等于6 V B.低于6 V C.高于6 V D.无法确定,B,要点三 “等分法”在匀强电场中的应用 探究导学,等分法是国际上经常使用的研究方法之一,就是将一个物体或数量等分几份的一种思想方法.这种方法在数学上解答有关多边形的面积问题,常会使人有“柳暗花明”的感受.等分法在物理上也大有用处,试举例说明在物理上等分法求电势的理论依据.,要点归纳 2.应用 (1)求解电势或电势差:在匀强电场中,相互平行、相等长度的线段两端电势差相等,用这一点可求解电势或电势差. (2)找等势点(线):已知某几个点的电势,则可以采用“等分法”找出与待求点的等势点(线),就能求解出待求点的电势. (3)画电场线或计算电场强度.,例3 (2019天津校级检测)如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为( ),A,思维导图:,学霸笔记,(1)匀强电场中同一直线上的等长线段的电势差相等. (3)匀强电场中不在同一直线上,但相互平行且等长线段的电势差相等.,(教师备用),解析:A,C间的电势差为18 V,连接AC,在AC连线上取三等分点D,F,根据匀强电场中,沿同一方向任意距离相等两点间的电势差相等,知D的电势为3 V,与B点的电势相等,连接DB,则DB是一条等势线,根据电场线与等势面垂直,且由高电势指向低电势,作出电场线如图所示.,答案:见解析图,D,随堂演练 检测效果,1.(2019江苏泰兴校级月考)下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法正确的是( ) A.在相同距离上,电势差大的其电场强度也必定大 B.任意两点的电势差,等于电场强度与这两点间距离的乘积 C.沿着电场线方向,相同距离上的电势降落必定相等 D.电势降低的方向,必定是电场强度的方向,C,解析:在匀强电场中,电场强度处处相等,A错误;由U=Ed可知,任意两点的电势差等于电场强度与两点沿电场方向距离的乘积,B错误;沿电场方向电势降低,沿电场方向的距离相同时电势差相同,C正确;电势降低最快的方向才是电场强度方向,D错误.,2.(2019浙江湖州期末)如图所示,A,B是匀强电场中相距4 cm的两点,其连线与电场方向的夹角为60,两点间的电势差为20 V,则电场强度大小为( ) A.5 V/m B.50 V/m C.1102 V/m D.1103 V/m,D,3.(2019湖南校级月考) a,b,c,d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行.已知a点的电势为20 V, b点的电势为24 V,d点的电势为4 V,如图所示,由此可知c点的电势为( ) A.4 V B.8 V C.12 V D.24 V,B,4.(2019福建校级检测)如图所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0