1.6《电势差与电场强度的关系》PPT课件(新人教版 选修3-1)
文档属性
| 名称 | 1.6《电势差与电场强度的关系》PPT课件(新人教版 选修3-1) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 171.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-06-05 16:32:13 | ||
图片预览
文档简介
(共26张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-1
1.6《电势差与电场
强度的关系》
教学目标
（一）知识与技能
掌握电势差与电场强度的关系
过程与方法
通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系
情感态度与价值观
习感知科学的价值和应用
培养对科学的兴趣、坚定学习思考探索的的信念
重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系
难点：电势差与电场强度的关系在实际问题中应用。
电场的两大性质：
①力的性质：
②能的性质：
由电场强度描述
可用电场线形象表示
由电势、电势差描述
可用等势面形象表示
一、探究电势与电场强度的关系
问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？
E大处φ一定高
E大处φ一定低
E大处φ不一定高；φ高处E不一定大
一、探究电势与电场强度的关系
E大处φ不一定高；φ高处E也不一定大
问题2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？
（若规定无穷远处为零电势点 ）
.O
对O点：E=0，φ ≠0
.O
对O点：φ =0，E ≠0
E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零
二、电势差与电场强度的关系
E
. B′
若用d表示A、B沿场强方向上的距离，
则：
说明：
①只适用于匀强电场
②d：沿场强方向的距离
. N′
60°
例1：如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm，两点间的电势差为5 V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？
E
M.
.N
解：
根据 ，得：
③：由 表明： 在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差.
④电场强度的方向是电势降低最快的方向.
证明1V/m=1N/C
------- ============ ----------- =======
---------- ==== ------
1伏
1米
U=W/q
1焦/库
1米
W=FS
1牛米
1库米
1牛
1库
例2、两块相同的金属板A、B水平地平行放置，两板的正对面相距30cm，A、B板分别跟电源的正、负极相连接，电源的电压为60V，如图所示，求：
（1）两板间电场的场强的大小和方向。
（2）若A板接地，则B板电势为多大？
（3）若C点离A板的距离10cm,D点离B板的距离为15cm,则C、D两点间的电势差为多少
A
B
.Ｃ
.D
答：略
1、如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c, a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。下列哪个正确？
A.φa＞φb＞φc B. Ea＞Eb＞Ec
C.φa－φb=φb－φc D. Ea=Eb=Ec
课堂练习：
●
●
●
a b c E
2、在电场强度为600 N/C的匀强电场中，A、B两点相距5 cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是_______ V。若A、B两点连线与电场方向成60°角时， 则A、B两点的电势差是________V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是________V。
√
30
15
0
３、如图所示，两块相对的平行金属板Ｍ、Ｎ与电池相连接，Ｎ板接地，在距两板等远的一点Ｐ固定一个带正电的点电荷，如果将Ｍ板向上平移一小段距离，则（ ）
Ａ、点电荷受到的电场力减小
Ｂ、点电荷受到的电场力增大
Ｃ、点电荷的电势能减小
Ｄ、点电荷的电势能保持不变
Ｍ
Ｎ
.Ｐ
ＡＣ
例题：如图示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点电势分别为ΦA=12V,φB=3v,Φc=3v.由此可知D点电势ΦD=______V.
A
B
C
D
分析：因为B、C两点的电势
相等,故BC为一等势面,所以
A、D也在一等势面上，
ΦD=12V
变化1.若Φc=-6v,其它条件不变，则ΦD=____V.
变化2.若Φc=0,其它条件不变，则ΦD=____V.
A 12V
B 3V
C -6V
D V
因为12-3=3-(-6),所以B与AC中点处电势
相等,即BD在同一等势面上，故为
3V
P
E
A 12V
B 3V
C
D
0
V
P
Q
E
巩固练习：
1.下列说法正确的是: ( )
A.任意两点间的电势差等于场强和这两点
距离的乘积.
B.沿电场线方向,任何相同距离上的电势降
落可能相等。
C.电势减小的方向必为场强的方向。
D.在相同距离的两点上,电势差大的其场强
也大.
当 堂 训 练
1.一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则 [ ]
A．a、b两点的场强一定相等
B．该点电荷一定沿等势面移动
C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D．a、b两点的电势一定相等
D
2.图1中实线条是一个电场中的电场线，虚线是一个负试验电荷在这个电场中运动的轨迹。如果电荷是从图中a处运动到b处，则以下判断中正确的是 [ ]
A．电荷从a到b，运动的加速度变小
B．电荷在b处的电势能大
C．b处的电势高
D．电荷在b处的速度小
BD
3.如图1所示，q1和q2为两静止的等量异号电荷，MN是电荷连线的中垂线。一带电粒子在电场力作用下运动到MN上一点P时的速度为v0，方向指向两电荷连线的中点O。经很短的时间，粒子速度为v，则有 [ ]
A．v＜v0
B．v=v0
C．v＞v0
D．无法确定
C
4.图中A．B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm．把一个电量q=10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3J，则该匀强电场的场强大小和方向是 [ ]
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
D
5.如图1所示，地面上方有匀强电场，取场中一点O为圆心在竖直面内作半径R=0.1m的圆，圆平面与电场方向平行。在O点固定电量Q=5×10-4C的正点电荷，将质量为m=3g，电量q=2×10-10C的带电小球放在圆周上的a点时，它恰好静止。若让带电小球从a点缓慢移至圆周最高点b时，外力需做多少功？
W外=9×10-3J
6. 一个10-5C的电荷从电场外移到电场内一点A，外力克服电场力做功0.006J，则A点电势为多少？如果此电荷从电场外移到电场内另一点B时，电场力做功是0.002J，则AB两点间电势差UAB为多少？如果有另一个电量是0.2C的负电荷从A移到B，则电场力做正功还是负功，大小是多少？
提高练习：
1.图示为匀强电场中的一组等势面。已知相
邻的两个等势面间的距离为0.1m,则匀强电
场的场强大小为____v/m,方向为_______.
40v
20v
0
-20v
E
2.图示，A、B、C为匀强电场中的三点,它们的连线组成一个直角三角形，且BC=4cm,AB=5cm.当把电量为-2×10-9C的点电荷从B点移到C点的过程中,电场力做功8 ×10-9J,而把该点电荷从A点移到B点需克服电场力做功8 ×10-9J,则电场强度为多大
B
C
E
A
电势差和电场强度的区别
电场强度
电势差
物理意义
描述电场力的特征
描述电场能的特征
矢（标）量
物理公式
单位
E=F/q
U=W/q
矢量
标量
V/m
V
第6节 电势差与电场强度的关系
一、电势与电场强度的关系
E大处φ不一定高；φ高处E也不一定大
无直接关系
E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零
二、电势差与电场强度的关系
作业：教科书
（1）-（3）
三、比较Ｅ＝Ｆ／q Ｅ＝ＫＱ／r2 E=U/d
的适应条件
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-1
1.6《电势差与电场
强度的关系》
教学目标
（一）知识与技能
掌握电势差与电场强度的关系
过程与方法
通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系
情感态度与价值观
习感知科学的价值和应用
培养对科学的兴趣、坚定学习思考探索的的信念
重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系
难点：电势差与电场强度的关系在实际问题中应用。
电场的两大性质：
①力的性质：
②能的性质：
由电场强度描述
可用电场线形象表示
由电势、电势差描述
可用等势面形象表示
一、探究电势与电场强度的关系
问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？
E大处φ一定高
E大处φ一定低
E大处φ不一定高；φ高处E不一定大
一、探究电势与电场强度的关系
E大处φ不一定高；φ高处E也不一定大
问题2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？
（若规定无穷远处为零电势点 ）
.O
对O点：E=0，φ ≠0
.O
对O点：φ =0，E ≠0
E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零
二、电势差与电场强度的关系
E
. B′
若用d表示A、B沿场强方向上的距离，
则：
说明：
①只适用于匀强电场
②d：沿场强方向的距离
. N′
60°
例1：如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm，两点间的电势差为5 V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？
E
M.
.N
解：
根据 ，得：
③：由 表明： 在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差.
④电场强度的方向是电势降低最快的方向.
证明1V/m=1N/C
------- ============ ----------- =======
---------- ==== ------
1伏
1米
U=W/q
1焦/库
1米
W=FS
1牛米
1库米
1牛
1库
例2、两块相同的金属板A、B水平地平行放置，两板的正对面相距30cm，A、B板分别跟电源的正、负极相连接，电源的电压为60V，如图所示，求：
（1）两板间电场的场强的大小和方向。
（2）若A板接地，则B板电势为多大？
（3）若C点离A板的距离10cm,D点离B板的距离为15cm,则C、D两点间的电势差为多少
A
B
.Ｃ
.D
答：略
1、如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c, a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。下列哪个正确？
A.φa＞φb＞φc B. Ea＞Eb＞Ec
C.φa－φb=φb－φc D. Ea=Eb=Ec
课堂练习：
●
●
●
a b c E
2、在电场强度为600 N/C的匀强电场中，A、B两点相距5 cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是_______ V。若A、B两点连线与电场方向成60°角时， 则A、B两点的电势差是________V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是________V。
√
30
15
0
３、如图所示，两块相对的平行金属板Ｍ、Ｎ与电池相连接，Ｎ板接地，在距两板等远的一点Ｐ固定一个带正电的点电荷，如果将Ｍ板向上平移一小段距离，则（ ）
Ａ、点电荷受到的电场力减小
Ｂ、点电荷受到的电场力增大
Ｃ、点电荷的电势能减小
Ｄ、点电荷的电势能保持不变
Ｍ
Ｎ
.Ｐ
ＡＣ
例题：如图示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点电势分别为ΦA=12V,φB=3v,Φc=3v.由此可知D点电势ΦD=______V.
A
B
C
D
分析：因为B、C两点的电势
相等,故BC为一等势面,所以
A、D也在一等势面上，
ΦD=12V
变化1.若Φc=-6v,其它条件不变，则ΦD=____V.
变化2.若Φc=0,其它条件不变，则ΦD=____V.
A 12V
B 3V
C -6V
D V
因为12-3=3-(-6),所以B与AC中点处电势
相等,即BD在同一等势面上，故为
3V
P
E
A 12V
B 3V
C
D
0
V
P
Q
E
巩固练习：
1.下列说法正确的是: ( )
A.任意两点间的电势差等于场强和这两点
距离的乘积.
B.沿电场线方向,任何相同距离上的电势降
落可能相等。
C.电势减小的方向必为场强的方向。
D.在相同距离的两点上,电势差大的其场强
也大.
当 堂 训 练
1.一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则 [ ]
A．a、b两点的场强一定相等
B．该点电荷一定沿等势面移动
C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D．a、b两点的电势一定相等
D
2.图1中实线条是一个电场中的电场线，虚线是一个负试验电荷在这个电场中运动的轨迹。如果电荷是从图中a处运动到b处，则以下判断中正确的是 [ ]
A．电荷从a到b，运动的加速度变小
B．电荷在b处的电势能大
C．b处的电势高
D．电荷在b处的速度小
BD
3.如图1所示，q1和q2为两静止的等量异号电荷，MN是电荷连线的中垂线。一带电粒子在电场力作用下运动到MN上一点P时的速度为v0，方向指向两电荷连线的中点O。经很短的时间，粒子速度为v，则有 [ ]
A．v＜v0
B．v=v0
C．v＞v0
D．无法确定
C
4.图中A．B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm．把一个电量q=10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3J，则该匀强电场的场强大小和方向是 [ ]
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
D
5.如图1所示，地面上方有匀强电场，取场中一点O为圆心在竖直面内作半径R=0.1m的圆，圆平面与电场方向平行。在O点固定电量Q=5×10-4C的正点电荷，将质量为m=3g，电量q=2×10-10C的带电小球放在圆周上的a点时，它恰好静止。若让带电小球从a点缓慢移至圆周最高点b时，外力需做多少功？
W外=9×10-3J
6. 一个10-5C的电荷从电场外移到电场内一点A，外力克服电场力做功0.006J，则A点电势为多少？如果此电荷从电场外移到电场内另一点B时，电场力做功是0.002J，则AB两点间电势差UAB为多少？如果有另一个电量是0.2C的负电荷从A移到B，则电场力做正功还是负功，大小是多少？
提高练习：
1.图示为匀强电场中的一组等势面。已知相
邻的两个等势面间的距离为0.1m,则匀强电
场的场强大小为____v/m,方向为_______.
40v
20v
0
-20v
E
2.图示，A、B、C为匀强电场中的三点,它们的连线组成一个直角三角形，且BC=4cm,AB=5cm.当把电量为-2×10-9C的点电荷从B点移到C点的过程中,电场力做功8 ×10-9J,而把该点电荷从A点移到B点需克服电场力做功8 ×10-9J,则电场强度为多大
B
C
E
A
电势差和电场强度的区别
电场强度
电势差
物理意义
描述电场力的特征
描述电场能的特征
矢（标）量
物理公式
单位
E=F/q
U=W/q
矢量
标量
V/m
V
第6节 电势差与电场强度的关系
一、电势与电场强度的关系
E大处φ不一定高；φ高处E也不一定大
无直接关系
E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零
二、电势差与电场强度的关系
作业：教科书
（1）-（3）
三、比较Ｅ＝Ｆ／q Ｅ＝ＫＱ／r2 E=U/d
的适应条件