高中物理 第1章 第5节 电场强度与电势差的关系同步备课课件 粤教版选修31.ppt

教师用书独具演示 课标要求1 知道电场强度与电势的关系 2 知道电场强度与电势差关系 3 知道电场线与等势面关系 第五节电场强度与电势差的关系 新课导入建议每当有雷雨时 一道道闪电划破长空 自然界出现这样现象使人类对电有了一定的认识 为什么两块云接近时会发生闪电 距离对闪电的发生有什么影响呢 学完本节 你就会明白有关问题 教学流程设计 课前预习安排 1 看教材2 填写 课前自主导学 学生可进行讨论 步骤1 导入新课 本节教学地位分析 步骤2 老师提问 检查预习效果 多提问学生 步骤3 师生互动完成 探究1 互动方式 学生对比分析场强 电势电势差 电势能 步骤4 教师通过讲解总结匀强电场中电势的求法 步骤5 让学生完成 迁移应用 检查完成情况并点评 步骤6 师生互动完成 探究2 方式同上 步骤7 完成 探究3 重在规律总结技巧 步骤8 指导学生完成 当堂双基达标 验证学习情况 演示结束 步骤9 学生总结本节主要知识教师点评 安排课下完成 课后知能检测 1 基本知识在匀强电场中 1 静电力做功w与电势差u的关系为w 2 静电力做功wab与电场力qe的关系为 3 电场强度与电势差的关系 探究电场强度与电势差的关系 qu w qed 3 探究交流为什么小鸟在高压线上并没有危险 提示 输电线高压指的是高压线与零线或大地间的电势差很高 小鸟在高压线上停留时是站在一条高压线上 两只爪子之间的电势差 电压 很小 故小鸟没有生命危险 1 基本知识 1 由wab quab可知 在同一等势面上移动电荷时因uab 所以电场力 电场力的方向与电荷移动的方向 电场线与等势面的关系 0 不做功 垂直 2 电场线与等势面的关系 电场线与等势面 沿电场线方向各等势面上的电势 逆着电场线方向各等势面上的电势 电场线密的区域等势面 电场线疏的区域等势面 垂直 减小 增大 密 疏 2 思考判断 1 等势面上各点的电场强度也是相同的 2 点电荷电场中的等势面 是以点电荷为球心的半径不同的同心球面 3 等量异种电荷连线的中垂线一定是等势线 3 探究交流为什么在同一等势面上移动电荷时 电场力不做功 提示 根据wab epa epb ep q 等势面上各点电势相等 则epa epb 故wab 0 问题导思 1 场强公式都有哪些 2 场强与电势差 电势 电势能各量间有何区别 对场强的进一步理解 1 场强的三个公式 2 电场强度 电势 电势差与电势能 2012 佛山一中高二检测 如图1 5 1所示 在匀强电场中 电荷量q 5 0 10 10c的正电荷 由a点移到b点和由a点移动c点 电场力做功都是3 0 10 8j 已知a b c三点的边线组成直角三角形 ab 20cm a 37 c 90 求 1 a b两点的电势差uab 2 电场强度的大小和方向 审题指导 解答该题应把握以下问题1 电场力做功与电势差的关系w quab2 电场线与等势面关系 3 uab ed的应用 图1 5 1 答案 1 60v 2 375v m方向沿ac垂直指向bc 2 已知电场中几点的电势 如果要求某点的电势时 一般采用 等分法 在电场中找与待求点电势相同的等势点 等分法也常用在画电场线的问题中 3 在匀强电场中 相互平行的相等的线段两端点电势差相等 应用这一点可求解电势 1 如图1 5 2所示 a b c d是匀强电场中一正方形的四个顶点 已知a b c三点的电势分别为 a 15v b 3v c 3v 由此可得d点电势 d v 图1 5 2 解析 在匀强电场中 两条长度相等的线段ad和bc 与场强方向间的夹角又相等 则uad ubc 即 a d b c 即 15 d 3 3 所以 d 9v 答案 9 问题导思 1 两关系式适用范围是什么 对d有何要求 2 在均强电场中电势降落有何特点 2 两个推论 1 在匀强电场中 沿任意一个方向 电势下降都是均匀的 故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等 如果把某两点间的距离分为n段 则每段两端点的电势差等于原电势差的1 n 2 在匀强电场中 相互平行且相等的线段两端点的电势差相等 如图1 5 3所示 在xoy平面内有一个以o为圆心 半径r 0 1m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e 100v m 则o p两点的电势差可表示为 a uop 10sin v b uop 10sin v c uop 10cos v d uop 10cos v 图1 5 3 审题指导 本题可按以下思路分析电场线方向 电势差的正负 电势差与场强关系 电势差大小 解析 由图可知匀强电场的方向是沿y轴负方向的 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uop upo ed e rsin 10sin v 所以a正确 答案 a 2 如图1 5 4所示 实线为电场线 虚线为等势线 且ab bc 电场中的a b c三点的场强分别为ea eb ec 电势分别为 a b c ab bc间的电势差分别为uab ubc 则下列关系中不正确的是 图1 5 4 a a b cb ec eb eac uabuab 选项c对 d错 由电场线的方向是电势降低的方向可知选项a正确 答案 d 综合解题方略 电势差与电场力 做功的关系问题处理方法 图1 5 5 1 小球由a到b的过程中电场力做的功 2 a c两点的电热差 规范解答 因为q是正点电荷 所以以q为圆心的圆面是一个等势面 这是一个重要的隐含条件 由a到b过程中电场力是变力 所以不能直接用w fs求解 只能考虑应用功能关系 因为q是正点电荷 所以以q为圆心的球面是一个等势面 这是一个重要的隐含条件 由a点到b点的过程中电场力是变力 所以不能直接用w fs求解 只能考虑运用功能关系 备课资源 教师用书独具 空间有一匀强电场 在电场中建立如图教1 5 1所示的直角坐标系o xyz m n p为电场中的三个点 m点的坐标为 0 a 0 n点的坐标为 a 0 0 p点的坐标为图教1 5 1 解析 沿z轴负方向观察 m n p三点的位置如图所示 其中p与它在oxy平面内的投影点p 重合 答案 d 令人难以置信的电压晚上睡觉时 先把室内的灯熄灭 然后脱下毛衣或腈纶衣服 你就能听到 噼噼啪啪 的声音 而且还能看到蓝绿色的小火花 这就是火花放电现象 它是怎么形成的呢 原来毛衣及腈纶服装上有很多毛刺 当你脱衣服时 衣服各部分之间相互摩擦 摩擦起电对读者来说一定不会陌生 衣服毛刺上因摩擦而带电 而这些电荷大多集中在毛刺的尖部 这样在毛刺尖部附近就形成了很强的电场 这个电场足以把邻近的空气击穿而放电 1 下列说法正确的有 a 电势为零的点 场强也为零b 电势为零的点 场强不一定为零 但场强为零的点 电势一定为零c 场强为零的点 电势不一定为零 电势为零的点 场强不一定为零d 场强为零的点 电势不一定为零 电势为零的点 场强一定为零 解析 场强与电势与空间位置的变化率有关 与电势大小无关 所以场强为零的点 电势不一定为零 电势为零的点 场强不一定为零 答案 c 2 如图1 5 6所示 三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面 已知这三个圆的半径成等差数列 a b c分别是这三个等势面上的点 且这三点在同一条电场线上 a c两点的电势依次为 a 10v和 c 2v 则b点的电势是 a 一定等于6vb 一定低于6vc 一定高于6vd 无法确定 图1 5 6 解析 u ed d相同 距点电荷越远的地方电势改变越来越慢 此题中电势越来越小 故电势降低越来越慢 因此uab ubc 故 b 6v 答案 b 3 如图1 5 7所示是匀强电场中的一组等势面 每两个相邻等势面的距离是25cm 由此可确定电场强度的方向及大小为 图1 5 7 a 竖直向下 e 0 4n cb 水平向右 e 0 4n cc 水平向左 e 40n cd 水平向右 e 40v m 答案 d 4 双选 2012 深圳中学高二检测 如图1 5 8所示 虚线a b c代表电场中的三个等势面 相邻等势面间的电势差相等 即uab ubc 实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹 p q是这条轨迹上的两点 据此可知 图1 5 8 a 带电质点通过p点时加速度较q点大b 三个等势面中 c的电势最低c 带电质点通过p点时的电势能较q点大d 带电质点通过p点时的动能较q点大 解析 由图可知 p处等势面较密 所以场强ep eq 则ap aq 在运动轨迹上取一点d 过d作等势面b的切线 再作切线的垂线ef 此为d点场强的大致方向 带电质点在d点所受电场力方向也在直线ef上 结合质点的运动轨迹可判断出d点场强沿df方向 若质点由