高中物理 第2章 第3讲 电势差课件 鲁科版选修31.ppt

高中物理 选修3 1 鲁科版 第二章电势能与电势差 第三讲电势差 目标定位 电势差 理解电势差 了解电势差与电场力做功之间的关系 会用公式w quab进行有关的计算 了解电势差与电场强度之间的关系 会用公式e u d进行有关的计算 了解示波器工作原理 1 2 3 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 预习导学 一 电势差与电场力做功 2 quabv3 1 60 10 19j 场强单位距离匀强电场强度 二 电场强度与电势差的关系 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 想一想 匀强电场中a b两点间的电势差大 那么两点间场强一定大吗 答案 场强是指沿电场线方向每单位距离上的电势差 a b两点间的距离不清楚 所以两点间场强不能确定大小关系 预习导学 三 示波器的工作原理 1 电子枪荧光屏2 加速偏转匀速直线 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 想一想 示波管两对偏转电极要是都不加电压 荧光屏上会出现什么图像 若只加竖直方向上的恒定电压 荧光屏上会出现什么图像 答案 两个偏转电极都不加偏转电压 则电子不会进行偏转 所以会打在荧光屏的中心形成一个亮斑 若只加竖直方向上的恒定电压 则电子在竖直方向上偏转 且偏转距离相同 在荧光y轴上出现一个亮斑 课堂讲义 一 电势差与电场力做功 1 电势差与电势的关系 1 讲到电势差时 必须明确指的是那两点的电势差 a b间的电势差记为uab b a间的电势差记为uba 3 电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 2 电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低 若uab 0 则 若uab 0 则 课堂讲义 一 电势差与电场力做功 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 2 对公式wab quab或uab wab q的理解 3 注意 用公式wab quab或uab wab q计算时角标要对应 2 在一般的计算中 各物理量都要代入符号 即wab uab q均可正可负 其中wab取正号表示从a点移动到b点时静电力做正功 wab取负号表示从a点移动到b点时静电力做负功 做负功时也可以说成电荷克服电场力做了功 1 uab wab q可以看成电势差的定义式 是按比值法定义的物理量 电势差uab由电场本身决定 与q wab无关 课堂讲义 例1在电场中把一个电荷量为 6 10 8c的点电荷从a点移到b点 电场力做功为 3 10 5j 将此电荷从b点移到c点 电场力做功4 5 10 5j 求a点与c点间的电势差 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 方法一 先求电场力做功 再与电荷量求比值 方法二 直接求两点间电势差 课堂讲义 例1 在电场中把一个电荷量为 6 10 8c的点电荷从a点移到b点 电场力做功为 3 10 5j 将此电荷从b点移到c点 电场力做功4 5 10 5j 求a点与c点间的电势差 借题发挥 1 电场力做功与路径无关 只与始 末两点的位置有关 故wac wab wbc 2 在利用公式uab wab q进行有关计算时 有两种处理方案 方案二 绝对值代入法 w q u均代入绝对值 然后再结合题意判断电势的高 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 方案一 各量均带正负号运算 但代表的意义不同 wab的正 负号表示正 负功 q的正 负号表示电性 uab的正 负号反映的高低 计算时w与u的角标要对应 即wab quab wba quba 课堂讲义 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 关于u ed和e u d的几点注意 d为顺着电场线方向的距离 1 公式u ed和e u d适用于匀强电场 二 电场强度与电势差的关系 2 根据u ed可以得出 匀强电场中电势差u与d成正比 但不能由e u d而说e与d成反比 2 在非匀强电场中 公式e u d可用来定性分析问题 由e u d可以得出结论 在等差等势面中等势面越密的地方场强就越大 如图甲所示 在如图乙所示 a b c为某条电场线上的三个点 且距离ab bc 由于不知电场的性质 所以电势差uab与ubc的大小不能确定 课堂讲义 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 二 电场强度与电势差的关系 关于场强e的几个表达式的比较 1 e 是电场强度定义式 适用于任意电场 2 e 是真空中点电荷电场强度的决定式 只适用于真空中点电荷 3 e 是匀强电场中电场强度与电势差间的关系式 只适用于匀强电场 课堂讲义 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例2如图所示 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 解析在匀强电场中有 u e d r 10sin v 又 沿电场线方向电势降低 d rsin uop e rsin a 课堂讲义 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例2如图所示 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 r a 正确理解公式u ed或e u d各量的物理含义 特别是d的物理意义 是分析场强与电势差关系的关键 借题发挥 课堂讲义 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例3如图所示 mn板间匀强电场e 2 4 104n c 方向竖直向上 场上a b两点相距10cm ab连线与电场方向夹角 60 a点和m板相距2cm 1 此时uba等于多少 2 一点电荷q 5 10 8c 它在a b两点电势能差为多少 若m板接地 a点电势是多少 b点电势是多少 解析 10cm 60 1 2 课堂讲义 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 三 示波管的工作原理 1 偏转电极不加电压时 从电子枪射出的电子将沿直线运动 射到荧光屏的中心点形成一个亮斑 2 在xx 或yy 加电压时 若所加电压稳定 则电子被加速 偏转后射到xx 或yy 所在直线上某一点 形成一个亮斑 不在中心 3 示波管实际工作时 竖直偏转板和水平偏转板都加上电压 一般地 加在竖直偏转板上的电压是要研究的信号电压 加在水平偏转板上的电压是扫描电压 若两者周期相同 在荧光屏上就会显示出信号电压在一个周期内随时间变化的波形图 课堂讲义 例4示波管原理图如图所示 当两偏转极xx yy 电压为零时 电子枪发射出的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间 图示坐标的o点 其中x轴与xx 电场场强方向重合 x轴正方向垂直纸面指向纸内 y轴与yy 电场场强方向重合 若要电子打在图示坐标的第 象限 则 a x y极接电源的正极 x y 接电源的负极b x y 极接电源的正极 x y接电源的负极c x y极接电源的正极 x y 接电源的负极d x y 极接电源的正极 x y接电源的负极 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 解析 x y y为负数 x为负数 d 对点练习 电势差与电场力做功 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 有一带电荷量q 3 10 6c的点电荷 从电场中的a点移到b点时 克服电场力做功6 10 4j 从b点移到c点电场力做功9 10 4j 1 ab bc ca间电势差各为多少 2 如以b点电势为零 则a c两点的电势各为多少 电荷在a c两点的电势能各为多少 解题思路 克服电场力 b 电势能增加 a c 电场力做正功 电场力做负功 电势能减少 解析 1 对点练习 电势差与电场力做功 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 有一带电荷量q 3 10 6c的点电荷 从电场中的a点移到b点时 克服电场力做功6 10 4j 从b点移到c点电场力做功9 10 4j 1 ab bc ca间电势差各为多少 2 如以b点电势为零 则a c两点的电势各为多少 电荷在a c两点的电势能各为多少 解题思路 克服电场力 b 电势能增加 a c 电场力做正功 电场力做负功 电势能减少 解析 2 对点练习 对电场强度与电势差的关系理解 电势差 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 2 如图所示 a b c是一条电场线上的三个点 电场线的方向由a至c a b间的距离等于b c间的距离 用和ea eb ec分别表示a b c三点的电势和电场强度 可以断