人教版高中物理必修第三冊(cè)第十章靜電場(chǎng)中的能量10-3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系課件

第十章靜電場(chǎng)中的能量學(xué)習(xí)目標(biāo)3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系答案:電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都是描述電場(chǎng)性質(zhì)的,電場(chǎng)線和等勢(shì)面的疏密存在對(duì)應(yīng)關(guān)系,這表明電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)之間存在一定的聯(lián)系,即電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方電勢(shì)降落越快.1.點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)線和等勢(shì)面的剖面圖如圖所示.圖中兩個(gè)相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差是相等的.電場(chǎng)線密集的地方等勢(shì)面也密集,電場(chǎng)線稀疏的地方等勢(shì)面也稀疏.這表明電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差之間有什么關(guān)系?

電場(chǎng)強(qiáng)度沿電場(chǎng)方向的距離Ed1V/m=1N/C

小試身手判斷下列說(shuō)法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).

××√×××探究一勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系問(wèn)題情境

1.分別從“力和位移的角度”“靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系的角度”計(jì)算靜電力做的功.

2.比較兩次計(jì)算的功的大小,說(shuō)明電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度有何關(guān)系.

過(guò)程建構(gòu)1.勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式UAB=Ed,d為兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向上的距離.2.沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落最快.3.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿任意一個(gè)方向,電勢(shì)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(shì)差相等.【典例1】如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1×103N/C,lAB=lDC=4cm,lBC=lAD=3cm,ABCD為矩形,AB平行于電場(chǎng)線,則下述計(jì)算結(jié)果正確的是 (

)A.AB之間的電勢(shì)差為4000VB.AC之間的電勢(shì)差為50VC.將q=-5×10-3C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑ABCDA移動(dòng)一周,靜電力做功為0D.將q=-5×10-3C的點(diǎn)電荷沿ABC或ADC從A移動(dòng)到C,靜電力做功都是-0.25J解析:UAB=ElAB=40V,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;UAC=UAB=40V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;將電荷移動(dòng)一周,電勢(shì)差為0,靜電力做功為0,選項(xiàng)C確;WAC=qUAC=-0.2J,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:C【典例2】（多選）如圖,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一虛線圓,ab和cd是圓的兩條直徑,其中ab與電場(chǎng)方向的夾角為60°,ab=0.2m,cd與電場(chǎng)方向平行,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab=20V.則(

)A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=200V/mB.b點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低5VC.將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn),靜電力做正功D.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能

答案:AD用等分法確定電場(chǎng)線的方法先由等分法確定電勢(shì)相等的點(diǎn),畫(huà)出等勢(shì)線,然后根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面(線)垂直畫(huà)出電場(chǎng)線,且電場(chǎng)線的方向由電勢(shì)高的等勢(shì)面(線)指向電勢(shì)低的等勢(shì)面(線),從而確定電場(chǎng)方向.

問(wèn)題情境如圖所示,只畫(huà)出帶電體空間分布的電場(chǎng)線和等勢(shì)面的剖面圖,等勢(shì)面可看成等勢(shì)線.圖中每相鄰兩條等勢(shì)線之間的電勢(shì)差是相等的.1.圖中電場(chǎng)線密的地方等勢(shì)線也密,電場(chǎng)線稀疏的地方等勢(shì)線也稀疏.這是為什么呢?

2.A和B哪一邊電勢(shì)降落得快?為什么?答案:B邊電勢(shì)降落得快.因?yàn)橄噜弮蓷l等勢(shì)線之間的電勢(shì)差是相等的,等勢(shì)線越密集的地方,相鄰兩條等勢(shì)線之間的距離d越小,說(shuō)明電勢(shì)降落得越快.過(guò)程建構(gòu)

2.電場(chǎng)強(qiáng)度E的三個(gè)表達(dá)式的對(duì)比.公式物理含義引入過(guò)程適用范圍電場(chǎng)強(qiáng)度大小的定義式,q為試探電荷的電荷量E反映某點(diǎn)電場(chǎng)的性質(zhì),與F、q無(wú)關(guān)一切電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式,Q為場(chǎng)源電荷的電荷量真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系,d為沿電場(chǎng)線方向的距離由W=qEd和W=qU導(dǎo)出勻強(qiáng)電場(chǎng)【典例3】如圖所示,在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn),它們到點(diǎn)電荷的距離分別為rA、rB和rC,且rB-rA=rC-rB.用EA、EB、EC表示A、B、C的電場(chǎng)強(qiáng)度,用UAB表示A、B之間的電勢(shì)差,用UBC表示B、C之間的電勢(shì)差,則下列說(shuō)法正確的是 (

)A.EA<EB

B.EB=ECC.UAB>UBCD.UAB=UBC

答案:C【典例4】如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有邊長(zhǎng)為1m的等邊三角形ABC,其中O點(diǎn)為該三角形的中心,A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為1V、2V、3V.下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的說(shuō)法正確的是(

)A.A、O兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAO=1VB.B、O兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBO=2VC.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1V/mD.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2V/m

答案:D課堂評(píng)價(jià)答案:D1.關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系,正確的說(shuō)法是(

)A.在不同電場(chǎng)中相同距離的兩點(diǎn)上,電勢(shì)差大的其電場(chǎng)強(qiáng)度也必定大B.任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度和這兩點(diǎn)距離的乘積C.電勢(shì)減小的方向,必定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向D.沿電場(chǎng)線的方向任意相同距離上的電勢(shì)差必定相等答案:B2.如圖所示,A、B為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩點(diǎn),A、B間距離為l,A、B連線與電場(chǎng)線的夾角為θ,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,則A、B間的電勢(shì)差為(

)A.El

B.Elcos

θC.Elsin

θ D.03.下圖是一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面示意圖,每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面相距2cm,由此可以確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和數(shù)值是(

)A.豎直向下,E=100V/mB.水平向左,E=100V/mC.水平向左,E=200V/mD.水平向右,E=200V/m答案:B

答案:AD5.如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將電