2019版物理人教版选修3-1课件：1.6 电势差与电场强度的关系

1、-1- 6 6电势差与电场强度的关系 -2- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系UAB=Ed,并且能够推 导出这个关系式。 2.会用关系式UAB=Ed或 -3- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 电势差与电场强度的关系 (1)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。公式表示为UAB=Ed。 -4- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 提示:该同学分析错误,当A、B在匀强电场同一等势面上时,两点 -5- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 1.电场强度与电势差的区别与联系 (1)电场强度与电势差的比较: -6- 目标导航知识梳理重

2、难聚焦典例透析 特别提醒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。 -7- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 (2)三个电场强度公式的比较: 特别提醒(1)在选取E的计算公式时,要注意判断题目中物理情境 是否满足公式的适用条件。 (2)电场强度表征电势对空间的变化率。 -8- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 当线段与电场强度方向平行时,由U=Ed可知,d相等,U相同;当线 段与电场强度方向不平行时,只要沿电场强度方向投影的长度相 等,U就相同。如图所示, ABCD中,UAB=UDC,UBC=UAD。 (1)在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段的端点间的

3、电势 差相等。 -9- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 -10- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 类型一类型二类型三 应用U=Ed进行定性分析 【例1】 (多选)如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC, 电场中的A、B、C三点的电场强度分别为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.ECEBEA C.UABUAB,选项C正确,D错误;由电场线的方向是 电势降低的方向得选项A正确。 答案:ABC -11- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 类型一类型二类型三 题后反思本题涉及电场中的三个基本物理量

4、,弄清楚各个物理量都 是由哪些因素确定的,它们之间又有什么关系是解决问题的关键。 -12- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 类型一类型二类型三 电势差和电场强度关系的计算 【例2】 平行的带电金属板A、B间是匀强电场,如图所示,两板间 距离是5 cm,两板间的电压是60 V。试问: (1)两板间的电场强度是多大? (2)电场中有P1和P2两点,P1点离A板0.5 cm,P2点离B板也是0.5 cm,P1和P2两点间的电势差为多大? (3)若B板接地,P1和P2两点的电势各是多少? 点拨:公式U=Ed中的d是沿电场方向的两点间的距离。 -13- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 类型一类型二类

5、型三 解析:(1)根据公式 (2)P1P2沿电场方向的距离为d12=5 cm-(0.5+0.5) cm=4 cm 根据公式U12=Ed12=1 200410-2 V=48 V。 (3)由公式1-B=Ed1B=1 200(4.510-2) V=54 V,得1=54 V。 同理2-B=Ed2B=1 2000.510-2 V=6 V,得2=6 V。 答案:(1)1 200 V/m(2)48 V(3)54 V6 V 题后反思 ,E是矢量,U是标量,U可能是正值也可能是负 值。计算电场强度时,电势差U取绝对值,不带符号,电场强度的方 向根据电势降落的方向判断;注意d为两点间沿电场强度方向的距 离。 -1

6、4- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 类型一类型二类型三 触类旁通例2中,若A板接地,则P1、P2两点间的电势差以及P1和P2 两点的电势各是多少? 解析:电场强度仍然等于1 200 V/m,P1点的电势大于P2点的电势。 P1和P2两点间的电势差U12=Ed12=1 200410-2 V=48 V,因 UA1=A-1=EdA1,即1=-1 200(0.510-2) V=-6 V,P1点的电势等于 -6 V,由U12=1-2=48 V,得2=-54 V,即P2点的电势等于-54 V。 答案:48 V-6 V-54 V -15- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 类型一类型二类型三 等分法的应

7、用 【例3】 如图所示的方框中为一匀强电场,A、B、C三点为电场中 的三点,电势分别为A=24 V、B=12 V、C=-24 V,试用作图法作 出该电场的电场线。 点拨:匀强电场的特点:电场线等距离且平行,不沿电场线的其他 任意直线上电势均匀分布。 -16- 目标导航知识梳理重难聚焦典例透析 类型一类型二类型三 解析:在图示的匀强电场中,沿AB方向和AC方向电势都是均匀降 低的,因A=24 V,C=-24 V,则AC连线的中点O的电势必为零,而AO 的中心点O的电势一定等于12 V,即O和B在同一等势面上,连接BO 即为该匀强电场中的一条等势线,根据电场线与等势面垂直可画出 电场的电场线,如图所示,作图步骤如下: