高中物理 1.5 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系課件 粵教版選修31.ppt

目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 一 探究電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系如圖所示 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 電荷q從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn) 1 靜電力做功wab與uab的關(guān)系為wab quab 2 由f qe wab fd qed 3 對(duì)比兩種計(jì)算結(jié)果 得uab ed 4 公式uab ed的適用條件 e是勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度 d是沿電場(chǎng)方向的距離 5 由公式e 可以看出 電場(chǎng)強(qiáng)度e還有一個(gè)單位是伏 米 符號(hào)v m 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 兩塊平行金屬板相距10cm 兩板之間電勢(shì)差為9 0 103v 試求兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 二 電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系1 由wab quab可知 在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)因uab 0 所以電場(chǎng)力不做功 電場(chǎng)力的方向與電荷移動(dòng)方向垂直 2 電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系 1 電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直 2 沿電場(chǎng)線方向各等勢(shì)面上的電勢(shì)減小 3 電場(chǎng)線密的區(qū)域等差等勢(shì)面密 電場(chǎng)線疏的區(qū)域等差等勢(shì)面疏 為什么在等差等勢(shì)面中等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大 答案 根據(jù)公式e 定性分析 在等差等勢(shì)面中 對(duì)于相等的電勢(shì)差u 等勢(shì)面越密d就越小 因此電場(chǎng)強(qiáng)度e就越大 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 一 對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)公式的理解 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 例1 圖中a b c三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 已知ac bc abc 60 bc 20cm 把一個(gè)電荷量q 10 5c的正電荷從a移到b 電場(chǎng)力做功為零 從b移到c 電場(chǎng)力做功為 1 73 10 3j 則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向是 導(dǎo)學(xué)號(hào)51120025 a 865v m 垂直ac向左b 865v m 垂直ac向右c 1000v m 垂直ab斜向上d 1000v m 垂直ab斜向下 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 把電荷q從a移到b電場(chǎng)力不做功 說明a b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上 因該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng) 等勢(shì)面應(yīng)為平面 故圖中直線ab即為等勢(shì)線 電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)垂直于等勢(shì)面 可見 選項(xiàng)a b錯(cuò)誤 答案 d 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 多選 下列說法中正確的是 答案 bc 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 二 電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系1 在同一等勢(shì)面內(nèi)任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí) 電場(chǎng)力不做功 2 在空間沒有電荷的地方兩等勢(shì)面不相交 3 等勢(shì)面和電場(chǎng)線的關(guān)系 電場(chǎng)線總是和等勢(shì)面垂直 且從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面 在電場(chǎng)線密集的地方 等差等勢(shì)面也密集 在電場(chǎng)線稀疏的地方 等差等勢(shì)面也稀疏 電場(chǎng)線方向是電勢(shì)降低最快的方向 4 等勢(shì)面和電場(chǎng)線一樣 也是人們虛擬出來的 用來形象描述電場(chǎng) 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 5 幾種常見電場(chǎng)的等勢(shì)面 注 圖中帶箭頭實(shí)線為電場(chǎng)線 不帶箭頭實(shí)線為等勢(shì)面 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 如圖所示 a b是同一個(gè)等勢(shì)面的兩點(diǎn) 把一個(gè)電荷 q從a點(diǎn)移到b點(diǎn) 電場(chǎng)力做功多少 這一現(xiàn)象說明了什么問題 答案 因?yàn)?a b 所以u(píng)ab 0 因此 wab quab 0 即在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功 它說明電場(chǎng)力的方向始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直 即電場(chǎng)線總與等勢(shì)面垂直 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 例2 多選 如圖所示 虛線a b c表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面與紙平面的交線 且相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等 實(shí)線為一帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡 m n是這條軌跡上的兩點(diǎn) 則下面說法中正確的是 導(dǎo)學(xué)號(hào)51120026 a 三個(gè)等勢(shì)面中 a的電勢(shì)最高b 對(duì)于m n兩點(diǎn) 帶電粒子通過m點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大c 對(duì)于m n兩點(diǎn) 帶電粒子通過m點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大d 帶電粒子由m運(yùn)動(dòng)到n時(shí) 加速度增大思路分析 熟悉等勢(shì)面的特點(diǎn) 等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直 電場(chǎng)線總由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 由于帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng) 所受電場(chǎng)力的方向必定指向軌道的凹側(cè) 且和等勢(shì)面垂直 所以電場(chǎng)線方向是由c指向b再指向a 根據(jù)電場(chǎng)線的方向是指電勢(shì)降低的方向 故 c b a 選項(xiàng)a錯(cuò) 帶正電粒子若從n點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到m點(diǎn) 場(chǎng)強(qiáng)方向與運(yùn)動(dòng)方向成銳角 電場(chǎng)力做正功 即電勢(shì)能減少 若從m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn) 電場(chǎng)強(qiáng)度方向與運(yùn)動(dòng)方向成鈍角 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增加 故選項(xiàng)b錯(cuò) 根據(jù)能量守恒定律 粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和不變 故粒子在m點(diǎn)的動(dòng)能較大 選項(xiàng)c正確 由于相鄰等勢(shì)面之間電勢(shì)差相等 因n點(diǎn)等勢(shì)面較密 則en em 即fn fm 進(jìn)一步可知an am 帶電粒子從m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)時(shí) 加速度增大 選項(xiàng)d正確 答案 cd 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 如圖所示 圖中虛線表示某一電場(chǎng)的等勢(shì)面 cd為過o點(diǎn)的等勢(shì)面的切線 現(xiàn)用非靜電力將負(fù)點(diǎn)電荷q從a點(diǎn)沿著直線aob勻速移到b 當(dāng)電荷通過o點(diǎn)時(shí) 關(guān)于外力的方向 下列說法正確的是 不計(jì)重力 導(dǎo)學(xué)號(hào)51120027 a od方向b oc方向c oa方向d 以上說法都不對(duì) 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 答案 d解析 由等勢(shì)面的性質(zhì)知 該電場(chǎng)在o點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)與過o點(diǎn)的切線cd垂直且指向電勢(shì)降低的方向 即垂直于cd向右 則負(fù)電荷在o點(diǎn)受靜電力方向應(yīng)為垂直于cd向左 由于q勻速運(yùn)動(dòng)所以負(fù)電荷q受非靜電力的外力方向應(yīng)垂直于cd向右 故a b c三種說法均不對(duì) 應(yīng)選d 知識(shí)鏈接 案例探究 類題試解 知識(shí)鏈接 案例探究 類題試解 如圖所示的電場(chǎng) 等勢(shì)面是一簇互相平行的豎直平面 間距均為d 各面電勢(shì)已在圖中標(biāo)出 現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0與水平方向成45 角斜向上射入電場(chǎng) 要使小球做直線運(yùn)動(dòng) 求 導(dǎo)學(xué)號(hào)51120028 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(chǎng)足夠大 思路分析 解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn) 1 先對(duì)小球受力分析 確定出小球帶電性質(zhì)和電荷量 2 利用動(dòng)能定理求小球在入射方向上的最大位移 知識(shí)鏈接 案例探究 類題試解 解析 1 作電場(chǎng)線如圖甲所示 由題意可知 只有當(dāng)f與v0在一條直線上時(shí)才可能使小球做直線運(yùn)動(dòng) 只有小球受到向左的電場(chǎng)力 電場(chǎng)力和重力的合力與初速度才可能在一條直線上 如圖乙所示 所以小球帶正電 小球沿v0方向做勻減速運(yùn)動(dòng) 由圖乙知qe mg 相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差用u表示 知識(shí)鏈接 案例探究 類題試解 知識(shí)鏈接 案例探究 類題試解 如圖所示 勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a b c三點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形 邊長(zhǎng)均為4cm 將一所帶電荷量q 1 0 10 10c的正電荷 不計(jì)重力 從a點(diǎn)移到c點(diǎn) 電場(chǎng)力做功為 10 9j 若把同一電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn) 電場(chǎng)力做功也為 10 9j 那么該