高中物理人教版选修3-1课件：1.7 电势差与电场强度的关系[数理化网]

1、高中物理高中物理选修选修3-1人教版人教版第一章第一章 静电场静电场第七讲第七讲 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系目标定位目标定位电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习12理解在匀强电场中电势差与电场强度的关系：理解在匀强电场中电势差与电场强度的关系：UEd，并了解其适用条件，并了解其适用条件 .会用会用UEd或或EU/d 解决有关问题解决有关问题 预习导学预习导学1. Uq 2 . qEd 3. Ed 4. 匀强匀强 电场电场 一、电势差与电场强度的关系式一、电势差与电场强度的关系式 想一想想一想1：公式公式U

2、ABEd是在匀强电场中得到的，在非是在匀强电场中得到的，在非匀强电场中能否适用？匀强电场中能否适用？ 答案：答案：在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题分析有关问题 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习 想一想想一想2：若若A、B两点连线与场强方向成两点连线与场强方向成角则角则A、B两点间的电势差为两点间的电势差为U多少？多少？ 答案：答案：UELcos电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系想一想：想一想：如何证明如何证明1 V/m1 N/C? 预习导学预习导学二、二、从电势差的角度理解电场强度

3、从电势差的角度理解电场强度2.匀强电场匀强电场 3.电势差电势差 电场强度电场强度 4.电场电场 电势电势 5.伏特每米伏特每米 V/m 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习111111V/m1N/C.JVJN mNCmmC mC mC电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课堂讲义课堂讲义1关于公式的几点注意关于公式的几点注意 (2)电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向 (3)d为沿电场线方向的距离为沿电场线方向的距离 (1)公式公式 UEd和和EU/d适用于匀强电场适用于匀强电场 一、一、关于关于UEd及及EU

4、/d的进一步理解的进一步理解 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习(4)根据根据UEd可以得出：匀强电场中电势差可以得出：匀强电场中电势差U与与d成正比，但不能成正比，但不能 由由E而说而说E与与d成反比成反比 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课堂讲义课堂讲义一、一、对电场和电场强度的理解对电场和电场强度的理解目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习2在非匀强电场中在非匀强电场中,公式公式EU/d可用来定性分析问题可用来定性分析问题,由由EU/d可可 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以得出结论：在等差等势面中等

5、势面越密的地方场强就越大,如如 图所示，图所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离为某条电场线上的三个点，且距离abbc,由于由于 不知电场的性质，所以电势差不知电场的性质，所以电势差Uab与与Ubc的大小不能确定的大小不能确定 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课堂讲义课堂讲义例例1 如图所示如图所示,在在xOy平面内有平面内有一个以一个以O为圆心、半径为圆心、半径R0.1 m的圆，的圆，P为圆周上的一点为圆周上的一点,O、P两两点连线与点连线与x轴正方向的夹角为轴正方向的夹角为.若若空间存在沿空间存在沿y轴负方向的匀强电轴负方向的匀强电场场,场强大小场强大小E100 V/m

6、,则则O、P两点的电势差可表示为两点的电势差可表示为()AUOP10sin(V) BUOP10sin(V)CUOP10cos(V)DUOP10cos(V) 解析解析 在匀强电场中有：在匀强电场中有： UEd目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习R10sin (V)又又沿电场线方向电势降低沿电场线方向电势降低d=Rsin UOP E Rsin A 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课堂讲义课堂讲义例例1 如图所示如图所示,在在xOy平面内有平面内有一个以一个以O为圆心、半径为圆心、半径R0.1 m的圆，的圆，P为圆周上的一点为圆周上的一点,O、P两两点连线与点

7、连线与x轴正方向的夹角为轴正方向的夹角为.若若空间存在沿空间存在沿y轴负方向的匀强电轴负方向的匀强电场场,场强大小场强大小E100 V/m,则则O、P两点的电势差可表示为两点的电势差可表示为()AUOP10sin(V) BUOP10sin(V)CUOP10cos(V)DUOP10cos(V) 正确理解公式UEd或EU/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 .目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习RA 借题发挥借题发挥电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课堂讲义课堂讲义例例2 如图所示，如图所示，A、B两板间电两板间电压为压为600

8、 V，A板带正电并接地，板带正电并接地，A、B两板间距离为两板间距离为12 cm，C点点离离A板板4 cm，下列说法正确的是，下列说法正确的是()AE2 000 V/m,C200 VBE5 000 V/m,C200 VC电子在电子在C点具有的电势能为点具有的电势能为 200 eVD电子在电子在C点具有的电势能为点具有的电势能为 200 eV 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习A0V 解析解析 B600V 则则A、B两板间场强两板间场强E 50 V/cm 5000V/m Ud60012CEdC50 V/cm(4 cm) 200 V EEPqC 200 eV BD 电

9、势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习二、对电场强度的进一步理解二、对电场强度的进一步理解关于场强关于场强E的几个表达式的比较的几个表达式的比较1E 是电场强度定义式，适用于任意电场是电场强度定义式，适用于任意电场Fq2E 是真空中点电荷电场强度的决定式，只适用于真空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中点电荷2kQr3E 是匀强电场中电场强度与电势差间的关系式是匀强电场中电场强度与电势差间的关系式 ，只适，只适用于匀强电场用于匀强电场 Ud电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课堂讲义课

10、堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习例例3 下列公式中，下列公式中，F、q、E、U、r和和d分别表示静电力、电荷分别表示静电力、电荷量、场强、电势差及距离，量、场强、电势差及距离，Fk ，Ek ，E ， UEd，以下说法中正确的是以下说法中正确的是()A它们都只对点电荷或点电荷它们都只对点电荷或点电荷的电场成立的电场成立B只对点电荷或点电荷只对点电荷或点电荷的电场成立的电场成立,对任何电场都成立对任何电场都成立C只对点电荷成立，对只对点电荷成立，对任何电场都成立，只对匀强电任何电场都成立，只对匀强电场成立场成立D只对点电荷成立，只对点电荷成立，对任何电场都成立

11、对任何电场都成立 1 22qqr2QrFq只适用于真空中的点电荷只适用于真空中的点电荷 适用于一切电场适用于一切电场 只适用于匀强电场只适用于匀强电场 C 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习三、等分法确定等势点三、等分法确定等势点 1在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的，在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的， 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，相互平行且相等的线段两点间的电势差在匀强电场中，相互平行且相等的线段两点间的电

12、势差 相等相等电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习例例4 如图如图所示，虚线方框内有一匀强电场，所示，虚线方框内有一匀强电场，A、B、C为该电场为该电场中三点，已知：中三点，已知：A12 V，B6 V，C-6 V，试在该虚线，试在该虚线框内作出该电场的示意图，框内作出该电场的示意图，(画出几条电场线画出几条电场线)，并要求保留作图，并要求保留作图时所用的辅助线。时所用的辅助线。要画电场线，先找等势面要画电场线，先找等势面(线线)解析解析连连AC、BC，依题意知依题意知BC的中点的中点D点电势必为零点电势必为

13、零 AC的的1/3处处F点电势必为零点电势必为零连连FD即为等势线，即为等势线，由电场线与等势面由电场线与等势面(线线)垂直垂直且由且由高电势指向低电势高电势指向低电势 DF12 V6 V电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系对点练习对点练习公式公式EU/d及及UEd的理解及的理解及 应用应用 1如图所示，如图所示，a、b、c是一条电是一条电场线上的三个点，电场线的方场线上的三个点，电场线的方向由向由a至至c，a、b间的距离等于间的距离等于b、c间的距离，用间的距离，用a、b、c和和Ea、Eb、Ec分别表示分别表示a、b、c三点的三点的电势和电场强度，可以断定电势和电场强度，可以断定()

14、AEaEbEc BabcCabbc DEaEbEc 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习沿电场线的方向，电势越来越低沿电场线的方向，电势越来越低 abc 一条电场线不能判定疏密程度；一条电场线不能判定疏密程度；不能确定是匀强电场中的电场线不能确定是匀强电场中的电场线还是点电荷产生的电场还是点电荷产生的电场 也就不能判断电场强度的大小也就不能判断电场强度的大小B 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系对点练习对点练习应用应用UEd或或E定性分析非匀强电场定性分析非匀强电场 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习2.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面如图所示，实线为电场线，虚线为等势面,a50 V,c20 V，则则a、c连线中点连线中点b的电势的电势b为为()A等于等于35 V B大于大于35 V C小于小于35 V D等于等于15 V 解析解析 从电场线疏密从电场线疏密 EaEbEc 由公式由公式UEd 得得 UabUbc b 35 V 2acC电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系对点练习对点练习用等分法画电场线用等分法画电场线目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习3.如图所示，如图所示，A、B、C是匀强电是匀强电场中等腰直角三角形的三个顶场中等腰直角三角形的三个顶点，