高中物理靜電場電勢差和電場強的關系2 新人教版選修PPT課件

學習目標學習目標（一）知識與技能（一）知識與技能 掌握電勢差與電場強度的關系過程與方法過程與方法通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導得出電勢差與電場強度的關系（二）情感態(tài)度與價值觀（二）情感態(tài)度與價值觀通過學習感知科學的價值和應用 培養(yǎng)對科學的興趣、堅定學習思考探索的的信念重點：重點：勻強電場中電勢差與電場強度的關系 難點：難點：電勢差與電場強度的關系在實際問題中應用。第1頁/共23頁試探電荷在電場試探電荷在電場試探電荷在電場試探電荷在電場中某點的電勢能中某點的電勢能中某點的電勢能中某點的電勢能與電荷量的比值與電荷量的比值與電荷量的比值與電荷量的比值跟試探電荷無關跟試探電荷無關跟試探電荷無關跟試探電荷無關Ep/q試探電荷在電場試探電荷在電場試探電荷在電場試探電荷在電場中某點的電勢能中某點的電勢能中某點的電勢能中某點的電勢能與電荷量的比值與電荷量的比值與電荷量的比值與電荷量的比值跟試探電荷無關跟試探電荷無關跟試探電荷無關跟試探電荷無關Ep/q電場中兩點電勢電場中兩點電勢電場中兩點電勢電場中兩點電勢之差叫電勢差之差叫電勢差之差叫電勢差之差叫電勢差UABAB電場中兩點電勢電場中兩點電勢電場中兩點電勢電場中兩點電勢之差叫電勢差之差叫電勢差之差叫電勢差之差叫電勢差UABAB和重力與重和重力與重和重力與重和重力與重力勢能類比力勢能類比力勢能類比力勢能類比WABEpAEpB和重力與重和重力與重和重力與重和重力與重力勢能類比力勢能類比力勢能類比力勢能類比WABEpAEpB電場力做功電場力做功電場力做功電場力做功與路徑無關與路徑無關與路徑無關與路徑無關試探電荷在場中試探電荷在場中試探電荷在場中試探電荷在場中某點受的電場力某點受的電場力某點受的電場力某點受的電場力與電荷量的比值與電荷量的比值與電荷量的比值與電荷量的比值跟試探電荷無關跟試探電荷無關跟試探電荷無關跟試探電荷無關EF/q試探電荷在場中試探電荷在場中試探電荷在場中試探電荷在場中某點受的電場力某點受的電場力某點受的電場力某點受的電場力與電荷量的比值與電荷量的比值與電荷量的比值與電荷量的比值跟試探電荷無關跟試探電荷無關跟試探電荷無關跟試探電荷無關EF/q復習回顧復習回顧第2頁/共23頁qFE qWUABABqWAOAcosFsW 1.電場線與電場線與等勢面處處等勢面處處垂直垂直2.電場線由電場線由電勢較高的電勢較高的等勢面指向等勢面指向電勢較低的電勢較低的等勢面等勢面.3.電場線越電場線越密的地方密的地方,等等差等勢面也差等勢面也越密越密.力的力的性質性質能的能的性質性質等勢面等勢面電場的兩大性質：電場的兩大性質： 電場電場電場線電場線復習回顧復習回顧第3頁/共23頁一、電勢差與電場強度的關系一、電勢差與電場強度的關系 結論結論1:在電場中場強方向是電勢降低最快的方向。在電場中場強方向是電勢降低最快的方向。問題問題1：A到到B、從、從A到到C 、從、從A到到D電勢都是降低的，沿哪電勢都是降低的，沿哪個方向電勢降低最快個方向電勢降低最快?EA.B.C CDsd）EA.B.C CDE EA.B.C CDA.BA.B.B.C CDsd）第4頁/共23頁A CA CWqUACWqE dEdUACEA.B.CDsd）EA.B.CDE EA.B.CDA.BA.B.B.CDsd）問題問題2：如何求把試探電荷：如何求把試探電荷q從從A移到移到C電場力做的功電場力做的功?問題問題3：在勻強電場中沿場強方向上兩點的電勢：在勻強電場中沿場強方向上兩點的電勢差跟場強是什么關系差跟場強是什么關系?結論結論2:在勻強電場中，在勻強電場中，沿場強方向上的兩點沿場強方向上的兩點間的間的電勢差等于場強與這兩點的距離的乘積。電勢差等于場強與這兩點的距離的乘積。第5頁/共23頁EdEsUABcosABABqUWcosqEsWABEdU 問題問題4：在勻強電場中任意兩點：在勻強電場中任意兩點的電勢差跟場強是什么關系的電勢差跟場強是什么關系?EA.B.CDsd）EA.B.CDE EA.B.CDA.BA.B.B.CDsd）第6頁/共23頁三、重要說明三、重要說明 1、U=Ed是在勻強電場條件下推導出來的，因此公式只適用于勻強電場。是在勻強電場條件下推導出來的，因此公式只適用于勻強電場。2、對非勻強電場雖不能做定量計算，但仍可用來作為定性判斷。對、對非勻強電場雖不能做定量計算，但仍可用來作為定性判斷。對于等差等勢面來說，于等差等勢面來說，E越大，越大，d越小，即等差等勢面越密集。越小，即等差等勢面越密集。3、電場強度的方向是電勢降低最快的方向、電場強度的方向是電勢降低最快的方向第7頁/共23頁問題問題5：，這個式子表示什么這個式子表示什么dUEEdU由由表示什么含義？從式子中可看出表示什么含義？從式子中可看出E的單位是什么？的單位是什么？問題問題5：，這個式子表示什么這個式子表示什么dUEEdU由由表示什么含義？從式子中可看出表示什么含義？從式子中可看出E的單位是什么？的單位是什么？答：在勻強電場中，場強在數值上等于沿場強方向每單位距離上的電答：在勻強電場中，場強在數值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差。勢差。E的單位是的單位是V/m注意注意：d為勻強電場中沿場強方向的距離，即為為勻強電場中沿場強方向的距離，即為A、B兩點所在等勢面兩點所在等勢面的垂直距離。的垂直距離。第8頁/共23頁問題問題6：三個場強公式的意義及適用條件比較：三個場強公式的意義及適用條件比較. qFE 2rQkE dUE 公式，它是任意電場場強的定義式和度量公式，它是任意電場場強的定義式和度量式，不是式，不是E的決定式，的決定式，E由電場自身決定，由電場自身決定，式中式中q是試探電荷的電量，是試探電荷的電量，F是試探電荷在電是試探電荷在電場中所受的力，公式明確表述了度量電場強場中所受的力，公式明確表述了度量電場強度及方向的方法度及方向的方法是真空中點電荷產生的電場場強決定式和是真空中點電荷產生的電場場強決定式和函數式，式中函數式，式中Q是場源電荷的電量，公式明是場源電荷的電量，公式明確表述了點電荷電場的場強由哪些因素決確表述了點電荷電場的場強由哪些因素決定，是怎樣的函數關系定，是怎樣的函數關系.是勻強電場場強的度量式，是勻強電場場強的度量式，d是兩點沿場強是兩點沿場強方向（或電場線）的距離，場強（電場線）方向（或電場線）的距離，場強（電場線）的方向指向電勢降落最快的方向的方向指向電勢降落最快的方向.第9頁/共23頁例例1：如圖，在勻強電場中的：如圖，在勻強電場中的M、N兩點距離為兩點距離為2 cm，兩點間的電勢差，兩點間的電勢差為為5 V,M、N連線與場強方向成連線與場強方向成60角，則此電場的電場強度多大？角，則此電場的電場強度多大？ 解：解：. . NN 6060 E EM M. . .N N根據根據 ，得：，得： UEd0cos 60UEM N25121 02500 V /m（）第10頁/共23頁例例2、a、b、c、d是勻強電場中的四是勻強電場中的四個點，它們正好是一個矩形的四個頂個點，它們正好是一個矩形的四個頂點電場線與矩形所在平面平行已點電場線與矩形所在平面平行已知知a點的電勢為點的電勢為20 V，b點的電勢為點的電勢為24 V，d點的電勢為點的電勢為4 V，如右圖所示，如右圖所示由此可知由此可知c點的電勢為點的電勢為()A4 V B8 VC12 V D24 V因此UabUdc，c點電勢為8 V，B正確在勻強電場中，由于UEd，所以任意一簇平行線上等距離的兩點的電勢差相等知識鏈接知識鏈接B第11頁/共23頁例3、下列關于勻強電場中場強和電勢差的關系，正確的說法是()A在相同距離上的兩點，電勢差大的其場強也必定大B場強在數值上等于每單位距離上的電勢降落C沿著電場線方向，任何相同距離上的電勢降落必定相同D電勢降落的方向必定是場強方向C第12頁/共23頁第13頁/共23頁第14頁/共23頁第15頁/共23頁思路思路點撥點撥第16頁/共23頁AC電勢相等，處在同一個等電勢相等，處在同一個等勢面上勢面上若為勻強電場，則若為勻強電場，則AC連線為等連線為等勢面，電場線垂直勢面，電場線垂直AC，電子從，電子從A到到D電勢能增加，電場力做負電勢能增加，電場力做負功，電場線由功，電場線由B指向指向D，A正確正確E第17頁/共23頁若若O點為點電荷，由于電點為點電荷，由于電子由子由A到到D，遠離點電荷而，遠離點電荷而且電勢能增加，所以且電勢能增加，所以O點點只能是正的點電荷，只能是正的點電荷，C正正確確若若O點為點電荷點為點電荷AC第18頁/共23頁EF9第19頁/共23頁當堂訓練當堂訓練dd由圖可知由圖可知EAEBEC由公式由公式UEd可以可以粗略粗略判斷判斷UABUBC所以所以B小于小于35VC第20頁/共23頁 2.圖中圖中AB、C三點都在勻強電場中，已知三點都在勻強電場中，已知ACBC，ABC=60，BC=20cm把一個電量把一個電量q=105C的正電荷從的正電荷從A移移到到B，電場力做功為零；從，電場力做功為零；從B移到移到C，電場力做功為，電場力做功為1.73103J，則該勻強電場的場強大小和方向是，則該勻強電場的場強大小和方向是 （ ）A865Vm，垂直，垂直AC向左向左B865Vm，垂直，垂直 AC向右向右C1000Vm，垂直，垂直 AB斜向上斜向上D1000Vm，垂直，垂直 AB斜向下斜向下 D 當堂訓練當堂訓練第21頁/共23頁當堂訓練當堂訓練第22頁/共23頁感謝您的觀看！第23頁/共23頁