辽宁省大连市高中物理 第1章 静电场 1.6 电势差与电场强度的关系课件 新人教版选修31.ppt

导入新课 点电荷的电场线呈向外辐射状 等势面就像水波一样 逐渐向外扩散 两者之间是否存在某种联系呢 第一章静电场 1 6电势差与电场强度的关系 教学目标 1 知识与能力 知道在匀强电场中电场强度与电势差的公式 注意公式的适用条件 只适用于匀强电场 知道电场强度两个单位n c v m的来源 会利用其间的相等关系化简题目 2 过程与方法 电势差与电场强度的关系公式的两个推导过程 沿电场线方向和不沿电场线方向同样适用 3 情感态度与价值观 从利用电势和电势能的关系直接求功 分析受力再求做功两个角度思考问题 寻找简便方法求做功 教学重难点 教学重点 教学难点 电势差与电场强度的关系公式推导适用条件 公式运用 电势差与电场强度的关系 内容解析 描述电场的物理量 电场强度 从力的角度描述 电势 从做功的角度描述 两者有什么关系呢 匀强电场的电场强度为e 电荷q从a移动到b静电力做的功w与a b两点的电势差uab的关系为w quab 为了研究简便我们一匀强电场为例来研究 我们也可以从q所受的静电力来计算功 这个力是f qe因为匀强电场中电场强度处处相等 所以q受的电场力是一个恒力 它做的功为w fd qed比较两个计算结果 得到uab ed 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积 电势差与电场强度的关系 上面讨论的是a b位于同一条电场线上 如果它们不在同一条电场线上呢 匀强电场的电场强度为e 电荷q从a移动到b静电力做的功w与a b两点的电势差uab的关系为w quab uab方向 沿电场线方向 静电力做功分析 我们也可以从q所受的静电力来计算功 这个力是f qecos 因为匀强电场中电场强度处处相等 所以q受的电场力是一个恒力 它做的功为w fl qecos l qed比较两个计算结果 同样得到uab ed 在匀强电场中 电场强度的大小 等于两点间电势差与两点沿电场线方向距离的比值 也就是说 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 适用于点电荷所产生的电场 q为源电荷 适用于任意电场 q为试探电荷 适用于匀强电场 d为沿电场线的距离 归纳 电场强度的求解方法 e的单位 归纳 课堂小结 电势差与电场强度的关系 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积 1 适用条件 匀强电场2 各物理量意义 u 表示两点电势差 取绝对值 e 表示匀强电场的场强d 表示两点间沿电场线方向的距离本式不带正负号3 场强的单位 1v m 1n c 注意 1 下列关于匀强强电场中电场强度和电势差的关系正确的是 a 在相同距离上的两点 电势差大的场强一定大 b 任意两点间的电势差等于电场强度和两点距离的乘积 c 沿着电场线方向 任何相同距离上的电势降落必定相等 d 电势降低的方向必定不是电势降低的方向 课堂练习 c 2 对公式uab ed的理解下列说法正确的是 a 此公式使用与解决任何电场中两点间的电势差 b a与b的间距越大 这两点间的电势差越大 c 公式中的d是指ab间的距离 d 公式中的的是指两个等势面的垂直距离 d 3 如图所示 在匀强电场中的两点m n相距2cm 两点间的电势差为5v mn连线与电场强度方向成60 角 则此电场的场强为 500v 4 图中实线表示电场线 虚线表示等势面 过ab两点的等势面的电势分别为40v 20v 那么ab连线的中点的电势值为 a 等于30vb 大于30vc 小于30vd 无法确定 c 5 如图所示 一匀强电场中有一组等势面 若a b c d相邻两点间距离都是2cm 则该电场的电场强度为 v m 到a点距离为1 5cm的p点的电势为 v 2 5 6 如图所示 在方向平行于纸面的匀强电场中 有a b c三点 各点的电势分别为 a 3v b 7v c 1v 试准确画出通过a点的电场线 a 7 如图所示 在竖直方向的匀强电场中 质量为m 带电荷量为 q的质点p 沿ab斜向下运动 直线ab与竖直方向的夹角为 若ab的长度为l 则ab两点间的电势差为多大 解 质点沿直线ab运动 可知质点所受合力为零 即有qe mg 可算出 结合题目可知场强方向竖直向下 ab两点间的电势差为 高考链接 1 2007年广东 如图所示的匀强电场e的区域内 由a b c d a b c d 作为顶点构成一正方体空间 电场方向与面abcd垂直 下列说法正确的是 bd a ad两点间电势差uad与aa 两点间电势差uaa 相等 b 带正电的粒子从a点沿路径a d d 移到d 点 电场力做正功 c 带负电的粒子从a点沿路径a d d 移到d 点 电势能减小 因电场强度方向垂直于面abcd和面a b c d 故abcd面为等势面 uad 0 又aa 连线与电场强度方向平行 uaa 0 故a错误 由w qu 且q带正电 uad 0 udd 0 故w 0 所以b正确 因带负电的粒子由a d d 电场力做负功 所以粒子电势能增加 故c错 电场力做功与路径无关 w quac 故d正确 点拨 d 带电的粒子从a点移到c 点 沿对角线ac 与沿路径a b b c 电场力做功相同 2 2007宁夏 匀强电场中的三点a b c是一个三角形的三个顶点 ab的长度为1m d为ab的中点 如图所示 已知电场线的方向平行于 abc所在平面 a b c三点的电势分别为14v 6v和2v 设场强大小为e 一电量为1 10 6c的正电荷从d点移动到c点电场力所做的功为w 则 a w 8 10 6j e 8v m b w 6 10 6j e 6v m c w 8 10 6j e 8v m d w 6 10 6j e 6v m a 点拨 由题意知d为ab的中点 由匀强电场的特点可知 d点所在的等势面的电势为ud 10v 则w q ud uc 8 10 6j 因ub uc 故电场线的方向与ab连线不重合 所以a b两点沿电场线