高中物理 第1章 第6節(jié) 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系課件 新人教版選修31

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1、同步導(dǎo)學(xué)方案課后強(qiáng)化演練第6節(jié)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1關(guān)系式推導(dǎo)如圖所示，在勻強(qiáng)電場中把電荷q從A移動到B，靜電力做功WABqUAB.靜電力是恒力，所以靜電力做的功也可以這樣求：WABqElcosqEd由以上兩式得qUABqEd，UABEd.教 材 要 點(diǎn) 解 讀對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P232勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系(1)勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場方向的距離的乘積(2)公式：UABEd.(3)應(yīng)用此公式注意兩點(diǎn)：公式只適用于勻強(qiáng)電場，但可對非勻強(qiáng)電場進(jìn)行定性分析；公式中的“d”一定是“沿電場方向的距離”3UEd的兩個推論(1)在勻強(qiáng)電場中，沿任意一個方向，電勢

2、下降都是均勻的，故在同一直線上相同間距的兩點(diǎn)間電勢差相等如果把某兩點(diǎn)間的距離平均分為n段，則每段兩端點(diǎn)間的電勢差等于原電勢差的1/n.(2)在勻強(qiáng)電場中，沿任意方向相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢差相等應(yīng)用UABEd時注意d必須是沿電場強(qiáng)度方向的距離，如果A、B兩點(diǎn)間距為L，兩點(diǎn)連線不沿電場強(qiáng)度方向，計(jì)算電勢差時，d的取值應(yīng)為L在電場強(qiáng)度方向上的投影，即為A、B兩點(diǎn)所在的等勢面的垂直距離5電場強(qiáng)度的方向是電勢降落最快的方向，只有沿電場強(qiáng)度方向，單位長度上的電勢差才最大如圖所示，AC方向電勢降落最快電勢差降落最快的方向是電場強(qiáng)度的方向，但電勢降落的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向. (2013廣州市七

3、校聯(lián)合調(diào)研)平行的帶電金屬板A、B間是勻強(qiáng)電場，如圖所示，兩板間距離是5 cm，兩板間的電壓是60 V.(1)兩板間的場強(qiáng)是多大？(2)電場中有P1和P2兩點(diǎn)，P1點(diǎn)離A板0.5 cm，P2點(diǎn)離B板也是0.5 cm，P1和P2兩點(diǎn)間的電勢差多大？(3)若B板接地，P1和P2兩點(diǎn)的電勢各是多少伏？解 題 方 法 指 導(dǎo)對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P24(3)B板接地，即B板電勢為零，電場中某點(diǎn)的電勢就等于這點(diǎn)與B板的電勢差，即P1Ed11.21034.5102 V54 V.P2Ed21.21030.5102 V6 V.【答案】(1)1.2103 V/m(2)48 V(3)P154 VP26 V【方法

4、總結(jié)】(1)首先判斷電場是否為勻強(qiáng)電場(2)若是勻強(qiáng)電場，明確各物理量的含義式中d是沿電場方向上的距離如果兩點(diǎn)間距離L不是沿電場方向，計(jì)算時，d的取值應(yīng)為L在沿電場方向的投影，即為兩點(diǎn)所在的等勢面的垂直距離(3)應(yīng)用公式EU/d或UEd進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 如圖所示是勻強(qiáng)電場中的一組等勢面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離都是2 cm，則該電場的電場強(qiáng)度為_ V/m，到A點(diǎn)距離為1.5 cm的P點(diǎn)電勢為_V. (2013深圳市學(xué)業(yè)水平測試)如圖1所示，A、B、C是勻強(qiáng)電場中的等腰直角三角形的三個頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為A15 V，B3 V，C3 V，試確定場強(qiáng)的方向，并畫出電場線【方法總結(jié)】

5、(1)根據(jù)“電場線與等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面”，若知道電場中電勢的分布情況，就可以知道電場線的分布情況(2)在勻強(qiáng)電場中，只要找到兩個電勢相等的點(diǎn)就可以得到一條等勢線(3)電勢相等的點(diǎn)可根據(jù)勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)利用等分法去找(4)等分法畫電場線的步驟：非勻強(qiáng)電場明確電勢的分布情況，根據(jù)電場線與等勢面垂直，并且指向電勢低的等勢面畫出電場線勻強(qiáng)電場只要找到兩個電勢相等的點(diǎn)，就可得到一條等勢線，從而畫出電場線 a、b、c、d是勻強(qiáng)電場中的四個點(diǎn)，它們正好是一個矩形的四個頂點(diǎn)電場線與矩形所在平面平行已知a點(diǎn)的電勢為20 V，b點(diǎn)的電勢為24 V，d點(diǎn)的電勢為4 V，如圖所示，由此可

6、知c點(diǎn)的電勢為()A4 VB8 VC12 V D24 V解析：解法一：沿勻強(qiáng)電場中的直線，電勢應(yīng)均勻變化，如圖，連結(jié)bd兩點(diǎn)，并將連線五等分，則每一等分的兩端點(diǎn)電勢差為4 V，則各點(diǎn)電勢如圖所示，連結(jié)a點(diǎn)與bd上20 V的點(diǎn)，連線為一條等勢線，根據(jù)勻強(qiáng)電場的等勢線相互平行的規(guī)律，過c點(diǎn)作等勢線的平行線，線上所有點(diǎn)電勢應(yīng)與c點(diǎn)電勢相等，用幾何關(guān)系證明得：該線過電勢為8 V的點(diǎn)，故c點(diǎn)電勢為8 V.解法二：由公式UEd可知，在勻強(qiáng)電場中相互平行的兩線段端點(diǎn)所對應(yīng)電勢差之比恰好等于兩線段長度之比則由圖知abdc，必有Uab/Udcab/dc1/1，故(2024) V(4c) V，則c8 V.答案：B

7、如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，一電荷量為q5.01010 C的正電荷，由a點(diǎn)移到b點(diǎn)和由a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場力做的功都是3.0108 J，已知a、b、c三點(diǎn)的連線組成直角三角形，ab20 cm，37.求：(1)a、b兩點(diǎn)間的電勢差；(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大??；(3)電場強(qiáng)度的方向(3)Epq，用于確定某點(diǎn)電勢能，在0處，Ep0；(4)在電場中轉(zhuǎn)移電荷，電場力做功WABqUAB，知道了WAB和q便可推知電場中一些點(diǎn)的電勢關(guān)系(5)電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成等勢面，電場線的方向總是和等勢面垂直且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面知道了等勢面便可推知電場線的分布情況 如圖所示的電場，等勢面是一簇互相平行的豎直平面

8、，間隔均為d，各面電勢已在圖中標(biāo)出，現(xiàn)在一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0、方向與水平方向成45角斜向上射入電場，要使小球做直線運(yùn)動，問：(1)小球應(yīng)帶何種電荷？電荷量是多少？(2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(電場足夠大)空間有一沿x軸對稱分布的電場，其電場強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示下列說法中正確的是()AO點(diǎn)的電勢最低Bx2點(diǎn)的電勢最高Cx1和x1兩點(diǎn)的電勢相等Dx1和x3兩點(diǎn)的電勢相等【解析】本題考查電場強(qiáng)度、電勢、電勢差的概念和圖象問題電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系為UEd，此表達(dá)式適用于勻強(qiáng)電場，圖中為非勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E與坐標(biāo)x的關(guān)系圖象，當(dāng)取一段極短長度x時，可認(rèn)為x長度內(nèi)的電場為勻強(qiáng)

9、電場，因此圖象所包圍的面積表示電勢差圖中從O點(diǎn)沿x軸方向，場強(qiáng)為正值，位移為正值，所以圖線與x軸包圍的面積表示的電勢差為正，表示沿x軸方向的電勢逐漸降低，即O點(diǎn)電勢依次大于x1點(diǎn)、x2點(diǎn)、x3點(diǎn)的電勢，選項(xiàng)A、B、D錯誤 而圖中沿x軸方向，場強(qiáng)為負(fù)值、位移為負(fù)值，所以圖線與x軸包圍的面積表示的電勢差也為正，即沿x軸方向的電勢也逐漸降低因從x1點(diǎn)移到x1點(diǎn)，Ex圖線在O點(diǎn)兩側(cè)所包圍的面積相等，表示這兩點(diǎn)間的電勢差為零，所以x1和x1兩點(diǎn)電勢相等，選項(xiàng)C正確此電場實(shí)際上是等量同種正電荷，從兩電荷連線的中點(diǎn)沿中垂線向兩側(cè)外移動的電場模型【答案】C【方法總結(jié)】此類題型往往結(jié)合圖象對電勢分布進(jìn)行分析，注

10、意UEd的應(yīng)用若給出 x圖象，可以判定場強(qiáng)的變化；若給出Ex圖象，可以確定、U的大小情況且應(yīng)注意此種類型常用微元法，取極短x.(江蘇高考)空間某一靜電場的電勢在x軸上分布如圖所示，x軸上兩點(diǎn)B、C點(diǎn)電場強(qiáng)度在x方向上的分量分別是EBx、ECx，下列說法中正確的有()AEBx的大小大于ECx的大小BEBx的方向沿x軸正方向C電荷在O點(diǎn)受到的電場力在x方向上的分量最大D負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中，電場力先做正功，后做負(fù)功解析：在 x圖中，圖象的斜率表示場強(qiáng)大小結(jié)合題中圖象特點(diǎn)可知EBxECx，EOx0，故A正確，C錯誤；根據(jù)電場中沿著電場線的方向電勢逐漸降低可知EBx沿x軸負(fù)方向，B錯誤；負(fù)電

11、荷在正x軸上受的電場力沿x軸負(fù)向，在負(fù)x軸上受的電場力沿x軸正向，故可判斷負(fù)電荷從B移到C的過程中，電場力先做正功后做負(fù)功，D正確答案：AD默 讀 聯(lián) 想 記 憶對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P251.(2013宜昌高二檢測)如圖所示是一個勻強(qiáng)電場的等勢面，每兩個相鄰等勢面相距2 cm，由此可以確定電場強(qiáng)度的方向和數(shù)值是()A豎直向下，E100 V/mB水平向左，E100 V/mC水平向左，E200 V/mD水平向右，E200 V/m課 堂 鞏 固 訓(xùn) 練對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P253如圖所示，勻強(qiáng)電場中的A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一等腰直角三角形，ABBC10 cm，已知三點(diǎn)電勢分別為AB10 V，C30 V，求電場強(qiáng)度的大小和方向