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

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1、第第6 6節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系( (教師參考教師參考) )一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能知識(shí)與技能1.1.理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度都是描述電場(chǎng)的物理量理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度都是描述電場(chǎng)的物理量過(guò)程與方法過(guò)程與方法通過(guò)對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷靜電力做功的兩種方法的聯(lián)系通過(guò)對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷靜電力做功的兩種方法的聯(lián)系, ,推導(dǎo)推導(dǎo)出電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式出電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式情感態(tài)度與價(jià)值觀情感態(tài)度與價(jià)值觀從不同角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系從不同角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系, ,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探

2、究精神學(xué)的探究精神, ,體會(huì)自然科學(xué)探究中的邏輯美體會(huì)自然科學(xué)探究中的邏輯美二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)會(huì)推導(dǎo)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系并得出結(jié)論會(huì)推導(dǎo)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系并得出結(jié)論, ,在一定的在一定的條件下正確應(yīng)用結(jié)論條件下正確應(yīng)用結(jié)論三、重難點(diǎn)突破方略三、重難點(diǎn)突破方略公式公式U UABAB=Ed=Ed的推導(dǎo)的突破方略的推導(dǎo)的突破方略【情境設(shè)置情境設(shè)置】 如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E E中中, ,線段線段ABAB的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為d,d,與電場(chǎng)線平行與電場(chǎng)線平行, ,線段

3、線段BCBC垂直垂直于電場(chǎng)線于電場(chǎng)線. .【思考與討論思考與討論1 1】 ( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)1)1)正電荷正電荷q q從從A A點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)到點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)到B B點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力靜電力做的功做的功W W與與A,BA,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差兩點(diǎn)的電勢(shì)差U UABAB有怎樣的關(guān)系式有怎樣的關(guān)系式? ?答案答案: :W=W=qUqUABAB. .( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)2)2)從功的定義式從功的定義式W=FlW=Fl的角度的角度, ,結(jié)合結(jié)合F=F=qEqE, ,靜電力做的功靜電力做的功W W與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E、距離、距離d d之間有怎樣的關(guān)系式之間有怎樣的關(guān)系式? ?答案答案: :W=W=qEdqEd.

4、 .( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)3)3)綜合以上兩個(gè)問(wèn)題綜合以上兩個(gè)問(wèn)題, ,可以得出電勢(shì)差可以得出電勢(shì)差U UABAB與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E之間有怎樣之間有怎樣的關(guān)系式的關(guān)系式? ?【思考與討論思考與討論2 2】 ( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)1)1) A,C A,C兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于U UABAB嗎嗎? ?正電荷正電荷q q從從A A點(diǎn)點(diǎn)沿直線移動(dòng)到沿直線移動(dòng)到C C點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做的功靜電力做的功W W與與A,CA,C兩點(diǎn)的電勢(shì)差有怎樣的關(guān)系式兩點(diǎn)的電勢(shì)差有怎樣的關(guān)系式? ?答案答案: :等于等于.W=.W=qUqUABAB. .( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)2)2) A,C A,C兩點(diǎn)距離兩點(diǎn)距離l lACAC

5、與夾角與夾角、距離、距離d d之間有怎樣的關(guān)系式之間有怎樣的關(guān)系式? ?從功的從功的定義式定義式W=FlW=Fl的角度的角度, ,靜電力做的功靜電力做的功W W與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E、距離、距離d d之間有怎樣的關(guān)之間有怎樣的關(guān)系式系式? ?答案答案: :d=d=l lACACcoscos ;W;W= =qEdqEd. .( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)3)3)若正電荷若正電荷q q從從A A點(diǎn)沿曲線移動(dòng)到點(diǎn)沿曲線移動(dòng)到C C點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做的功靜電力做的功W W與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E、距離距離d d之間有怎樣的關(guān)系式之間有怎樣的關(guān)系式? ?答案答案: :W=W=qEdqEd. .( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)4)4

6、)綜合以上問(wèn)題綜合以上問(wèn)題, ,可以得出電勢(shì)差可以得出電勢(shì)差U UABAB與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E之間有怎樣的關(guān)之間有怎樣的關(guān)系式系式? ?【教師總結(jié)教師總結(jié)】 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿在勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離的乘積電場(chǎng)線方向的距離的乘積. .自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)課堂探究課堂探究達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)感悟新知感悟新知( (教師參考教師參考) )情境鏈接一情境鏈接一跨步電壓跨步電壓電氣設(shè)備漏電或架空線路的一根帶電導(dǎo)線掉落在地上時(shí)電氣設(shè)備漏電或架空線路的一根帶電導(dǎo)線掉落在地上時(shí), ,電流從接地的電流從接地的位

7、置向四周發(fā)散流出位置向四周發(fā)散流出, ,從而在地面上形成不同的電勢(shì)分布從而在地面上形成不同的電勢(shì)分布, ,人行走時(shí)兩人行走時(shí)兩腳之間的電勢(shì)差叫跨步電壓腳之間的電勢(shì)差叫跨步電壓. .當(dāng)跨步電壓達(dá)到當(dāng)跨步電壓達(dá)到404050 V50 V時(shí)時(shí), ,人有觸電危人有觸電危險(xiǎn)險(xiǎn), ,甚至?xí)谷税l(fā)生觸電死亡甚至?xí)谷税l(fā)生觸電死亡. .離帶電導(dǎo)線的落地點(diǎn)越遠(yuǎn)離帶電導(dǎo)線的落地點(diǎn)越遠(yuǎn), ,地面電勢(shì)、電地面電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度如何變化場(chǎng)強(qiáng)度如何變化? ?信息信息離帶電導(dǎo)線的落地點(diǎn)越遠(yuǎn)離帶電導(dǎo)線的落地點(diǎn)越遠(yuǎn), ,地面電勢(shì)越低地面電勢(shì)越低, ,電場(chǎng)強(qiáng)度減小電場(chǎng)強(qiáng)度減小. .情境鏈接二情境鏈接二如圖是地理中的等高線圖如圖是地理

8、中的等高線圖, ,圖中數(shù)字單位是米圖中數(shù)字單位是米. .小山坡的右邊小山坡的右邊b b比左邊比左邊a a的的地勢(shì)更陡地勢(shì)更陡, ,如果把一個(gè)球從山坡左右兩邊滾下如果把一個(gè)球從山坡左右兩邊滾下( (不考慮摩擦不考慮摩擦),),從右邊從右邊b b滾滾下的加速度更大下的加速度更大. .與此類似與此類似, ,若把該圓看成是描述電勢(shì)高低的等勢(shì)線若把該圓看成是描述電勢(shì)高低的等勢(shì)線, ,思考思考:a:a和和b b哪一邊電哪一邊電勢(shì)降落的快勢(shì)降落的快? ?哪一邊的電場(chǎng)強(qiáng)度大哪一邊的電場(chǎng)強(qiáng)度大? ?信息信息右邊右邊b b的電勢(shì)降落的快的電勢(shì)降落的快; ;類似于等高線中小球從類似于等高線中小球從b b側(cè)滾下時(shí)加速

9、度大側(cè)滾下時(shí)加速度大, ,可知等可知等勢(shì)線的勢(shì)線的b b側(cè)電場(chǎng)較強(qiáng)側(cè)電場(chǎng)較強(qiáng), ,電場(chǎng)強(qiáng)度大電場(chǎng)強(qiáng)度大. .教材梳理教材梳理一、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系一、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系(1)(1)閱讀教材第閱讀教材第2222頁(yè)部分頁(yè)部分, ,大致說(shuō)出公式大致說(shuō)出公式U UABAB=Ed=Ed的推導(dǎo)過(guò)程的推導(dǎo)過(guò)程. .(2)(2)思考教材第思考教材第2323頁(yè)圖頁(yè)圖1.6-2,1.6-2,能識(shí)別公式中能識(shí)別公式中d d的含義的含義. .1.1.關(guān)系式關(guān)系式:U:UABAB= = . .2.2.物理意義物理意義: :勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于 與這兩點(diǎn)與這兩點(diǎn) . . 的乘積

10、的乘積. .3.3.適用條件適用條件: :勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng),d,d是沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間的距離是沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間的距離. .想一想想一想 教材第教材第2323頁(yè)的頁(yè)的“思考與討論思考與討論”中中, ,圖圖1.6-21.6-2的情況的情況, ,會(huì)得出怎樣的結(jié)會(huì)得出怎樣的結(jié)論論? ?答案答案: :由計(jì)算功的公式可得由計(jì)算功的公式可得W=W=qElcosqElcos ,為為ABAB與電場(chǎng)線方向之間的夾角與電場(chǎng)線方向之間的夾角, ,由由圖中幾何關(guān)系可知圖中幾何關(guān)系可知d=d=lcoslcos , ,所以所以W=W=qEdqEd. .再結(jié)合再結(jié)合W=W=qUqUABAB, ,依然得到依然得到U UABAB=

11、Ed.=Ed.EdEd電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度沿電場(chǎng)沿電場(chǎng)方向的距離方向的距離2.2.物理意義物理意義: :在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的 與兩點(diǎn)與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值. .也就是說(shuō)也就是說(shuō), ,電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向 上降低的電勢(shì)上降低的電勢(shì). .3.3.場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位: :伏特每米伏特每米, ,符號(hào)符號(hào) ,1 N/C=1 V/m.,1 N/C=1 V/m.電勢(shì)差電勢(shì)差每單位距離每單位距離V/mV/m議一議議一議 教材第教材第2323頁(yè)頁(yè)“思考與討論思考與討論”

12、中中, ,為什么單位伏為什么單位伏 特特 每米每米(V/m)(V/m)與牛與牛 頓頓 每庫(kù)每庫(kù) 侖侖(N/C)(N/C)相同相同? ?自主檢測(cè)自主檢測(cè)答案答案: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)1.1.思考判斷思考判斷(1)(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與兩點(diǎn)間距離的乘積勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與兩點(diǎn)間距離的乘積.(.() )(2)(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,沿一條直線沿一條直線, ,距離相等則電勢(shì)差就相等距離相等則電勢(shì)差就相等.(.() )(3)(3)電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于每單位距離上降低的電勢(shì)電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于每單位距離上降低的電勢(shì).(.(

13、) )(4)(4)電勢(shì)降低的方向不一定就是場(chǎng)強(qiáng)的方向電勢(shì)降低的方向不一定就是場(chǎng)強(qiáng)的方向.(.() )D D解析解析: :公式公式U UABAB=Ed,=Ed,僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng), ,所以選項(xiàng)所以選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;公式中的公式中的d d是是指指a,ba,b兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離, ,即即a,ba,b兩等勢(shì)面之間的垂直距離兩等勢(shì)面之間的垂直距離. .所所以選項(xiàng)以選項(xiàng)B,CB,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤,D,D正確正確. .2.2.對(duì)公式對(duì)公式U UABAB=Ed=Ed的理解的理解, ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( ( ) )A.A.此公式適用于計(jì)算任何電場(chǎng)中此公式適

14、用于計(jì)算任何電場(chǎng)中a,ba,b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差兩點(diǎn)間的電勢(shì)差B.aB.a點(diǎn)和點(diǎn)和b b點(diǎn)間距離越大點(diǎn)間距離越大, ,則這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大則這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大C.C.公式中的公式中的d d是指是指a a點(diǎn)和點(diǎn)和b b點(diǎn)之間的距離點(diǎn)之間的距離D.D.公式中的公式中的d d是是a,ba,b兩個(gè)等勢(shì)面間的垂直距離兩個(gè)等勢(shì)面間的垂直距離C C3.3.如圖所示如圖所示, ,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中取一點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中取一點(diǎn)O,O,過(guò)過(guò)O O點(diǎn)作射線點(diǎn)作射線OA=OB=OC=OD=10 cm,OA=OB=OC=OD=10 cm,已知已知O,A,B,CO,A,B,C和和D D各點(diǎn)電勢(shì)分別為各點(diǎn)電勢(shì)分別為0,7 V,8 V,7

15、 V,5 V,0,7 V,8 V,7 V,5 V,則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向最接近于的大小和方向最接近于( ( ) )A.70 V/m,A.70 V/m,沿沿AOAO方向方向B.70 V/m,B.70 V/m,沿沿COCO方向方向C.80 V/m,C.80 V/m,沿沿BOBO方向方向D.80 V/m,D.80 V/m,沿沿COCO方向方向4.4.如圖如圖, ,兩平行金屬板間電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)兩平行金屬板間電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng), ,場(chǎng)強(qiáng)大小為場(chǎng)強(qiáng)大小為1.01.010104 4V/m,A,BV/m,A,B兩板間兩板間相距相距1 1 cm,Ccm,C點(diǎn)與點(diǎn)與A A相距相距0.4 cm,0.4

16、 cm,若若B B接地接地, ,則則A,BA,B間電勢(shì)差間電勢(shì)差U UABAB= =V,V,將帶電荷將帶電荷量為量為-1.0-1.01010-12-12C C 的點(diǎn)電荷置于的點(diǎn)電荷置于C C點(diǎn)點(diǎn), ,其電勢(shì)能為其電勢(shì)能為J.J.答案答案: :100100-6-61010-11-11課堂探究課堂探究 核心導(dǎo)學(xué)核心導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究要點(diǎn)一要點(diǎn)一【問(wèn)題導(dǎo)引問(wèn)題導(dǎo)引】在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,A,B,A,B兩點(diǎn)位于同一條電場(chǎng)線上兩點(diǎn)位于同一條電場(chǎng)線上,A,B,A,B間距離為間距離為d,B,Cd,B,C連連線垂直電場(chǎng)線線垂直電場(chǎng)線. .(1)(1)若已知若已知A,BA,B兩點(diǎn)間的電

17、勢(shì)差為兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U UABAB, ,電荷電荷q q從從A A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到C C點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做功多少靜電力做功多少? ?(2)(2)若已知電場(chǎng)強(qiáng)度為若已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E,E,電荷電荷q q從從A A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到C C點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做功多少靜電力做功多少? ?(3)(3)由由(1),(2)(1),(2)問(wèn)你能得出電勢(shì)差問(wèn)你能得出電勢(shì)差U UACAC與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E有何關(guān)系有何關(guān)系? ?答案答案: : (1) (1)靜電力做功靜電力做功W WACAC= =qUqUACAC= =qUqUABAB. .(2)(2)靜電力做功靜電力做功W WACAC= =qELcosqELco

18、s = =qEdqEd. .(3)(3)電勢(shì)差電勢(shì)差U UACAC與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E的關(guān)系的關(guān)系U UACAC=Ed.=Ed.C C 思路探究思路探究 (1)(1)公式公式U UABAB=Ed=Ed中中d d指什么距離指什么距離? ?答案答案:d:d指指A,BA,B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離, ,也可理解為電場(chǎng)中過(guò)也可理解為電場(chǎng)中過(guò)A,BA,B兩兩點(diǎn)等勢(shì)面之間的垂直距離點(diǎn)等勢(shì)面之間的垂直距離. .(2)(2)電場(chǎng)線方向與電勢(shì)高低的關(guān)系怎樣電場(chǎng)線方向與電勢(shì)高低的關(guān)系怎樣?U?UBABA與與U UABAB的關(guān)系怎樣的關(guān)系怎樣? ?答案答案: :沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低沿電場(chǎng)線

19、方向電勢(shì)降低.U.UBABA=-U=-UABAB. .解析解析: :A,BA,B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離d=d=LcosLcos 60 60,B,A,B,A兩點(diǎn)間的電勢(shì)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差差U UBABA=-U=-UABAB=-Ed=-5 V,=-Ed=-5 V,故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C正確正確. .規(guī)律方法規(guī)律方法 (1)(1)在兩等勢(shì)面間在兩等勢(shì)面間, ,沿過(guò)等勢(shì)面的垂線電勢(shì)變化最快沿過(guò)等勢(shì)面的垂線電勢(shì)變化最快, ,而過(guò)等勢(shì)面的垂線為而過(guò)等勢(shì)面的垂線為電場(chǎng)線電場(chǎng)線, ,即電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降落最快的方向即電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降落最快的方向. .( (教師備用教師備用) )變式變式

20、: :例例1 1中若已知中若已知U UABAB=100 V,=100 V,在電場(chǎng)中有一質(zhì)量在電場(chǎng)中有一質(zhì)量m=1.0m=1.01010-5-5 kg kg的帶有的帶有q=+2.0q=+2.01010-8-8 C C的微粒的微粒( (不計(jì)重力不計(jì)重力),),求微粒的加速度求微粒的加速度. .答案答案: : 4.0 m/s 4.0 m/s2 2方向沿場(chǎng)強(qiáng)方向方向沿場(chǎng)強(qiáng)方向例例1-11-1: :如圖所示為一勻強(qiáng)電場(chǎng)的三個(gè)等勢(shì)面如圖所示為一勻強(qiáng)電場(chǎng)的三個(gè)等勢(shì)面A,B,C,A,B,C,相鄰兩等勢(shì)面之間距相鄰兩等勢(shì)面之間距離為離為10 cm,10 cm,此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為3 310103 3 V

21、/m, V/m,若若B B的電勢(shì)為零的電勢(shì)為零, ,求求A,CA,C的電勢(shì)的電勢(shì). .答案答案: :300 V300 V-300 V(-300 V(或或-300 V-300 V300 V)300 V)答案答案: :5 510102 2V/mV/m要點(diǎn)二要點(diǎn)二等分法在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的應(yīng)用等分法在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的應(yīng)用【問(wèn)題導(dǎo)引問(wèn)題導(dǎo)引】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,沿任意方向畫(huà)一條直線沿任意方向畫(huà)一條直線, ,直線上相等距離的電勢(shì)差有怎樣直線上相等距離的電勢(shì)差有怎樣的關(guān)系的關(guān)系? ?答案答案: :相等相等, ,由公式由公式U UABAB=Ed=Ed可知可知, ,若直線上若直線上A,BA,B兩點(diǎn)間距離為兩點(diǎn)

22、間距離為L(zhǎng) LABAB, ,直線與場(chǎng)直線與場(chǎng)強(qiáng)方向夾角為強(qiáng)方向夾角為,則則U UABAB= =ELELABABcoscos , ,那么只要那么只要L LABAB相等相等, ,則電勢(shì)差相等則電勢(shì)差相等. .【要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納】1.1.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,沿任意一條直線電勢(shì)降落都是均勻的沿任意一條直線電勢(shì)降落都是均勻的. .2.2.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢(shì)差相等相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢(shì)差相等. .答案答案: : (1)-4 V (1)-4 V12 V 12 V 【例例2 2】 把一個(gè)帶電荷量把一個(gè)帶電荷量2 21010-8 -8 C C的正點(diǎn)

23、電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的正點(diǎn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中A A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí), ,要克服靜電力做功要克服靜電力做功8 81010-6-6 J, J,若把該電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中若把該電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中B B點(diǎn)點(diǎn), ,需克需克服靜電力做功服靜電力做功2 21010-6-6J,J,取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零. .求求: :(1)A(1)A點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì); ;(2)A,B(2)A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差兩點(diǎn)的電勢(shì)差; ;(3)(3)把把2 21010-5-5C C的負(fù)電荷由的負(fù)電荷由A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)靜電力做的功點(diǎn)靜電力做的功. .思路探究思路探究 (1) (1)電荷在電勢(shì)為零的位置的電

24、勢(shì)能是多少電荷在電勢(shì)為零的位置的電勢(shì)能是多少? ?知道從電知道從電勢(shì)為零的位置移到某位置過(guò)程靜電力的功勢(shì)為零的位置移到某位置過(guò)程靜電力的功, ,如何確定該位置的電勢(shì)能如何確定該位置的電勢(shì)能? ?答案答案: :電荷在電勢(shì)為零的位置的電勢(shì)能為零電荷在電勢(shì)為零的位置的電勢(shì)能為零. .由靜電力做功的負(fù)值的由靜電力做功的負(fù)值的多少多少, ,就可確定電勢(shì)能增加的多少就可確定電勢(shì)能增加的多少, ,從而確定電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能從而確定電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能. .(2)(2)應(yīng)用應(yīng)用W WABAB= =qUqUABAB求解時(shí)求解時(shí), ,各量出現(xiàn)的正、負(fù)值如何處理各量出現(xiàn)的正、負(fù)值如何處理? ?答案答案: :把各量的正

25、、負(fù)值代入到公式中運(yùn)算把各量的正、負(fù)值代入到公式中運(yùn)算, ,但結(jié)果中一般需明確負(fù)但結(jié)果中一般需明確負(fù)號(hào)的意義號(hào)的意義. .(2)(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向. .答案答案: :(2)200 V/m(2)200 V/m方向由方向由C C指向指向B B規(guī)律方法規(guī)律方法 等分法分析勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的步驟等分法分析勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的步驟(1)(1)確定所給點(diǎn)中電勢(shì)最高和最低點(diǎn)確定所給點(diǎn)中電勢(shì)最高和最低點(diǎn), ,用直線將兩點(diǎn)連接用直線將兩點(diǎn)連接; ;(2)(2)根據(jù)第三點(diǎn)的電勢(shì)值根據(jù)第三點(diǎn)的電勢(shì)值, ,將將(1)(1)中的直線平分為等距離的中的直線平分為等距離的n n段段

26、; ;(3)(3)找到直線上與第三點(diǎn)電勢(shì)相同的第四點(diǎn)找到直線上與第三點(diǎn)電勢(shì)相同的第四點(diǎn), ,連接第三、第四點(diǎn)所得直線為等連接第三、第四點(diǎn)所得直線為等勢(shì)線勢(shì)線; ;B B D D例例2-22-2: :圖中圖中A,B,CA,B,C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,已知已知ACBC,ABC=60ACBC,ABC=60,BC=20 cm.,BC=20 cm.把一個(gè)電荷量把一個(gè)電荷量q=10q=10-5-5C C的正電荷從的正電荷從A A移到移到B,B,靜電力做功為零靜電力做功為零; ;從從B B移到移到C,C,靜電靜電力做功為力做功為-1.73-1.731010-3-3J,J,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)

27、強(qiáng)大小和方向是則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是( ( ) )A.865 V/m,A.865 V/m,垂直垂直ACAC向左向左B.865 V/m,B.865 V/m,垂直垂直ACAC向右向右C.1 000 V/m,C.1 000 V/m,垂直垂直ABAB斜向上斜向上D.1 000 V/m,D.1 000 V/m,垂直垂直ABAB斜向下斜向下答案答案: :9 V9 V要點(diǎn)三要點(diǎn)三勻強(qiáng)電場(chǎng)中的綜合問(wèn)題勻強(qiáng)電場(chǎng)中的綜合問(wèn)題【問(wèn)題導(dǎo)引問(wèn)題導(dǎo)引】只有靜電力做功時(shí)只有靜電力做功時(shí), ,帶電體在運(yùn)動(dòng)中有哪些能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化帶電體在運(yùn)動(dòng)中有哪些能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化? ?其總量如何變化其總量如何變化? ?答案答案: :只有靜電

28、力做功時(shí)只有靜電力做功時(shí), ,帶電體的電勢(shì)能與動(dòng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化帶電體的電勢(shì)能與動(dòng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化. .電勢(shì)能與動(dòng)能的電勢(shì)能與動(dòng)能的總量保持不變總量保持不變. .(4)(4)在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷, ,靜電力做功靜電力做功W WABAB= =qUqUABAB, ,知道了知道了W WABAB和和q q便可推知電場(chǎng)中一便可推知電場(chǎng)中一些點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系些點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系. .【例例3 3】 如圖所示如圖所示, ,兩個(gè)大平行金屬板兩個(gè)大平行金屬板M,NM,N間距離間距離d=1.2 cm,d=1.2 cm,兩板間電勢(shì)差兩板間電勢(shì)差U=U=240 V,M240 V,M板接地板接地, ,板間板間A A點(diǎn)距點(diǎn)距M M

29、板板0.2 0.2 cm,Bcm,B點(diǎn)距點(diǎn)距N N板板0.5 cm.0.5 cm.一個(gè)一個(gè)q=-3q=-31010-4-4C C的電的電荷放在荷放在A A點(diǎn)處點(diǎn)處, ,試求試求: :(1)(1)該電荷在該電荷在A A點(diǎn)所受的靜電力點(diǎn)所受的靜電力; ;(2)(2)該電荷在該電荷在A A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能和點(diǎn)所具有的電勢(shì)能和A A點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì); ;(3)(3)若該電荷由若該電荷由A A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做多少功靜電力做多少功, ,是正功還是負(fù)功是正功還是負(fù)功? ?思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖答案答案: :(1)6 N,(1)6 N,方向豎直向下方向豎直向下(2)1.2(2)1.21010

30、-2-2J J-40 V-40 V(3)3(3)31010-2-2J J負(fù)功負(fù)功(3)(3)電荷從電荷從A A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做的功為靜電力做的功為W WABAB= =qEdqEdABAB, ,又因又因d dABAB=d-d=d-dBNBN-d-dAMAM=0.5 cm,=0.5 cm,解得解得W WABAB=-3=-31010-2-2J,J,即靜電力做負(fù)功即靜電力做負(fù)功. .規(guī)律方法規(guī)律方法 靜電場(chǎng)中的常用功能規(guī)律靜電場(chǎng)中的常用功能規(guī)律(1)(1)合力做功等于物體動(dòng)能的變化量合力做功等于物體動(dòng)能的變化量, ,即即W W合合= =EEk k. .這里的這里的W W合合指合

31、外力做的功指合外力做的功. .(2)(2)靜電力做功決定物體電勢(shì)能的變化量靜電力做功決定物體電勢(shì)能的變化量, ,即即W WABAB= =E EpApA-E-EpBpB=-=-EEp p. .這與重力做功這與重力做功和重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系類似和重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系類似. .( (教師備用教師備用) )變式變式: :例例3 3中若將中若將N N板接地板接地, ,求電荷求電荷q q在在A A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能和點(diǎn)所具有的電勢(shì)能和A A點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì). .答案答案: :-6.0-6.01010-2-2 J J200 V200 V針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練3:3:一長(zhǎng)為一長(zhǎng)為L(zhǎng) L的細(xì)線的細(xì)線, ,上端固定上

32、端固定, ,下端拴一質(zhì)量為下端拴一質(zhì)量為m m、帶電荷量為、帶電荷量為q q的小的小球球, ,處于如圖所示的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中處于如圖所示的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中. .開(kāi)始時(shí)開(kāi)始時(shí), ,將線與小球拉成水平將線與小球拉成水平, ,小球靜止在小球靜止在A A點(diǎn)點(diǎn), ,釋放后小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng)釋放后小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng), ,當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò)當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò)6060角到達(dá)角到達(dá)B B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零點(diǎn)時(shí)速度恰好為零. .試求試求: :(1)A,B(1)A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差兩點(diǎn)的電勢(shì)差U UABAB; ;(2)(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小. .達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng) 隨堂演練隨堂演練檢測(cè)效果檢測(cè)效果D

33、D1.(20161.(2016棗莊三中學(xué)情調(diào)查棗莊三中學(xué)情調(diào)查) )下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( ( ) )A.A.沿電場(chǎng)線的方向沿電場(chǎng)線的方向, ,電勢(shì)降低電勢(shì)降低; ;電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)的方向電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)的方向B.B.在電場(chǎng)中將電荷從在電場(chǎng)中將電荷從a a點(diǎn)移到點(diǎn)移到b b點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做功為零靜電力做功為零, ,則該電荷一定是在等勢(shì)則該電荷一定是在等勢(shì)面上移動(dòng)面上移動(dòng)C.C.勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)間的距離的乘積勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)間的距離的乘積D.D.無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷, ,從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮

34、遠(yuǎn)處時(shí)從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí), ,靜電力做的正靜電力做的正功越多功越多, ,電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大解析解析: :沿電場(chǎng)線的方向沿電場(chǎng)線的方向, ,電勢(shì)降低電勢(shì)降低; ;電勢(shì)降低最快的方向就是電場(chǎng)的方電勢(shì)降低最快的方向就是電場(chǎng)的方向向, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;在電場(chǎng)中將電荷從在電場(chǎng)中將電荷從a a點(diǎn)移到點(diǎn)移到b b點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做功為零靜電力做功為零, ,則兩則兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于零點(diǎn)的電勢(shì)差等于零, ,但是該電荷不一定是在等勢(shì)面上移動(dòng)但是該電荷不一定是在等勢(shì)面上移動(dòng), ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)間的距離在電場(chǎng)線勻強(qiáng)

35、電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)間的距離在電場(chǎng)線方向投影的乘積方向投影的乘積, ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;靜電力做功等于電勢(shì)能的變化靜電力做功等于電勢(shì)能的變化, ,故無(wú)論是故無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷正電荷還是負(fù)電荷, ,從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí), ,靜電力做的正功越靜電力做的正功越多多, ,電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大, ,選項(xiàng)選項(xiàng)D D正確正確. .解析解析: :將空氣中的電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)將空氣中的電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng), ,由由U UABAB=Ed,=Ed,可得可得U=3U=310108 8V,V,故選故選項(xiàng)項(xiàng)A A正確正確. .2.2.正常

36、情況下空氣是不導(dǎo)電的正常情況下空氣是不導(dǎo)電的, ,但是如果空氣中的電場(chǎng)很強(qiáng)但是如果空氣中的電場(chǎng)很強(qiáng), ,空氣也可以被擊空氣也可以被擊穿穿, ,空氣被擊穿時(shí)會(huì)看到電火花或閃電空氣被擊穿時(shí)會(huì)看到電火花或閃電. .若觀察到某次閃電的火花長(zhǎng)約若觀察到某次閃電的火花長(zhǎng)約100 m,100 m,且已知空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)為且已知空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)為3 310106 6V/m,V/m,那么發(fā)生此次閃電的電勢(shì)差約為那么發(fā)生此次閃電的電勢(shì)差約為( ( ) )A.3A.310108 8V VB.3B.310106 6V VC.3C.310104 4V VD.3D.31010-5-5V VA AC C 3.a,b,c3.a,

37、b,c是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn), ,各點(diǎn)電勢(shì)依次為各點(diǎn)電勢(shì)依次為10 V,2 V,6 V;10 V,2 V,6 V;三點(diǎn)在同三點(diǎn)在同一平面上一平面上, ,下列圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是下列圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是( ( ) )解析解析: :c c點(diǎn)電勢(shì)與點(diǎn)電勢(shì)與a,ba,b點(diǎn)的電勢(shì)各相差點(diǎn)的電勢(shì)各相差4 V,4 V,因此因此c c點(diǎn)與點(diǎn)與a,ba,b點(diǎn)連線的中點(diǎn)連線的中點(diǎn)電勢(shì)相同點(diǎn)電勢(shì)相同, ,連接連接c c點(diǎn)與點(diǎn)與a,ba,b點(diǎn)連線的中點(diǎn)則為一條等勢(shì)線點(diǎn)連線的中點(diǎn)則為一條等勢(shì)線, ,電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)垂直于該等勢(shì)線并且指向電勢(shì)較低的方向方向應(yīng)垂直于該等勢(shì)線并且指向電勢(shì)較低的方向. .選項(xiàng)選項(xiàng)C C正確正確. .(2)(2)由于電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直由于電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直, ,則則ACAC為一條電場(chǎng)線為一條電場(chǎng)線, ,且電場(chǎng)方向?yàn)橛汕译妶?chǎng)方向?yàn)橛蒀 C到到A,A,由由U UCACA= =E Ed dCACA, ,得得E=2 V/m.E=2 V/m.答案答案: : (1)4 V (1)4 V(2)2 V/m(2)2 V/m方向由方向由C C到到A A( (教師參考教師參考) )課堂小結(jié)課堂小結(jié)