2020春新教材高中物理第10章静电场中的能量第3节电势差与电场强度的关系课件新人教版必修第三册.pptx

第3节电势差与电场强度的关系,知识点一匀强电场中电势差与电场强度的关系,观图助学(1)因为每个台阶都是一样高的，所以100.2m2m就是两人的高度差(如图甲所示)。在匀强电场中能否用场强乘以距离得到两点间的电势差？(2)如图是初中地理中的等高线图(图中数字的单位是m)，请同学们结合图乙探究以下几个问题：小山坡的左边a和右边b哪一边的地势更陡些？如果把一个球从山坡左、右两边滚下(不考虑摩擦)，哪边的加速度更大？,甲,现在把图看成是描述电势高低的等势线，图中数字的单位是V，a和b哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？,乙,1.关系：在匀强电场中，两点间的电势差等于_与这两点_的距离的乘积。2.关系式：UEd。3.物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于_与这两点_的距离的乘积。4.适用条件：匀强电场，d是沿电场方向两点间的距离。,电场强度,沿电场方向,电场强度,沿电场方向,思考判断(1)公式UEd适用于所有电场。()(2)由UEd可知，匀强电场中两点间的电势差与这两点的距离成正比。(),1.表达式：E_。2.物理意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_与两点沿电场强度方向距离的比值。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向_距离上降低的电势。3.场强的另一个单位：伏特每米，符号V/m，1N/C1V/m。,知识点二电场强度的另一种表达,电势差,每单位,要点归纳,关于场强的三个表达式的比较,核心要点,对电场强度的进一步理解,试题案例例1(多选)下列说法中正确的是(),答案BC,例2如图所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5cm，电势差为25V，在电场中P点固定放置电量为5109C的负点电荷，此时电场中有一点场强为零，此点在P点的()A.上方30cmB.下方30cmC.上方25cmD.下方25cm,答案B,针对训练1下列说法正确的是(),解析电场中某点的场强由电场自身决定，与F或q无关，A错误；点电荷在某点产生的场强大小与场源电荷量成正比，与该点到场源电荷的距离的二次方成反比，B正确；合电场的场强可能比分电场的场强大，也可能小于分电场的场强，或与分电场的场强大小相等，C错误；在匀强电场中，若沿电场线方向上两点间的距离越远，则它们之间的电势差就一定越大，在不同方向上该关系不成立，D错误。答案B,针对训练2如图所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上作一个半径为10cm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1350V。(1)求匀强电场的场强大小；(2)若在圆心O处放置电荷量为108C的正点电荷，求C点电场强度的大小和方向。(结果保留3位有效数字),答案(1)9000V/m(2)1.27104N/C，方向与水平方向成45角斜向右上,观察探究如图所示的匀强电场中有A、B两点，A、B两点连线与电场线平行，B、C连线垂直电场线，已知场强大小为E，A、B两点间的电势差为UAB，A、B间距离为d，电荷q从A点移动到B点，回答下列问题：(1)电荷所受静电力是多少？从力和位移的角度计算静电力所做功的大小。通过A、B间的电势差计算静电力做功的大小；(2)比较两次计算的功的大小，电势差与电场强度有何关系？,核心要点,(3)在图中，如果将电荷从A点移动到C点，再利用(1)问的推导过程试着推导，能获得何结论？(已知AB与AC的夹角为)答案(1)FqEWABFdqEdWABqUAB(2)UABEd(3)WACqELcosqEd，WACqUAC，UACEd,探究归纳1.关系式表明了电场强度与电势差的关系,2.UEd的两个推论,(1)在匀强电场中，沿任意一个方向，电势变化都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等。(2)在匀强电场中，相互平行且长度相等的线段两端点的电势差相等。,试题案例例3如图所示，在竖直平面内存在匀强电场，其电场线如图中实线所示，方向未知，将带电荷量为q1.0106C的点电荷由A点沿水平线移至B点，其电势能增加了3105J，已知A、B两点间的距离为2cm，两点连线与电场线成60角。(1)求A、B两点间的电势差UAB；(2)若A点的电势A1V，求B点的电势B；(3)求电场强度E的大小，并判断其方向。,(2)UABAB故BAUAB(130)V31V(3)A、B两点间沿电场线方向的距离为d2102cos60m1102m,解析(1)由题意知，静电力做负功为WAB3105J,方向沿电场线指向左下方。答案(1)30V(2)31V(3)3000V/m沿电场线指向左下方,针对训练3如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1m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E100V/m，则O、P两点的电势差可表示为()A.UOP10sin(V)B.UOP10sin(V)C.UOP10cos(V)D.UOP10cos(V)解析在匀强电场中，UOPERsin10sin(V)，故A正确。答案A,观察探究大家知道，在电场中顺着电场线电势降低，如图所示，若a点电势为8V，b点电势为6V，思考：c点电势为4V吗？请说明理由。,答案不一定，a、b、c为某条电场线上的三个点，且abbc，由于不知电场的性质，所以电势差Uab与Ubc的大小不能确定。,核心要点,非匀强电场中电势差与电场强度关系的定性分析,试题案例例4(多选)如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且ABBC，电场中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，则下列关系中正确的有(),A.ABCB.EAEBECC.UABUBCD.UABUBC,解析沿电场线方向，电势越来越低，所以A点电势最高，C点电势最低，A正确；电场线越密集的地方电场强度越强，由图可知，C点电场强度最强，A点电场强度最弱，B错误；由于BC间的电场强度大于AB间的电场强度，由UEd可知，UABUBC，C正确，D错误。答案AC,针对训练4如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN。P点在y轴右侧，MPON。则下列说法正确的是()A.M点的电势与P点的电势相同B.将负点电荷由O点移动到P点，静电力做正功C.M、N两点间的电势差