1.6电场强度与电势差的关系
文档属性
| 名称 | 1.6电场强度与电势差的关系 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 413.4KB | ||
| 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 | 2013-11-08 15:00:12 | ||
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文档简介
课件29张PPT。1.6 电势差与电场强度的关系高中物理新人教版选修３-１系列课件第一章《静电场》教学目标知识与技能
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。物质存在的两种方式：实物和场 物理学的两条主线:力和能电场的两大性质： ①力的性质：②能的性质：由电场强度 E 描述可用等势面形象表示 由电势描述φ 可用电场线形象表示一、电势差与电场强度的关系1、若沿场强方向移动电荷 如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线。 沿场
强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距
离为d，电势差为U，场强为E。则电场力所做的功： 从力的角度： Ｗ= Fd = qEd ①
从能的角度： Ｗ= qU ②
由 ① ② 两式得: U = Ed 结论：在匀强电场中，沿场强方向的两点间的
电势差等于场强与这两点的距离的乘积2、若不沿场强方向移动电荷？ 上面讨论中A、B两点位于同一条电场线上。如果
它们不在同一条电场线上，如下图所示，还能得出
以上结论吗？[解析] 把正电荷q不是沿场强方向
由A点移动到B点，则电场力所做的功： 从力的角度：ＷAB = FLcosα从能的角度：ＷAB = qUAB由上两式得：UAB= ELcosα=Ed ( d为沿场强方向上的距离 )【几点说明】
1.适用条件:匀强电场
2.各物理量意义:
U—表示两点电势差(取绝对值)
E—表示匀强电场的场强
d—表示两点间沿电场线方向的距离
本式不带正负号
3.场强的单位:1V/m=1N /C场强与电势差的关系由上推导得出一个总结论：
电势差和电场强度的关系（３种说法）（1）在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积．（2）在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值 （3）电场强度在数值上＝沿电场方向每单位距离上降低的电势．E = UAB／dUAB = E d1-758例题1：下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系说法正确的是：（ ）
A. 任意两点的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。
B. 对同一电场来说，沿电场方向，经任何相同距离电势降落必相等。
C. 电势降落的方向必是场强的方向。
D. 在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大。 1-759问题讨论：问题１：电场中A、B两点的电势差UAB跟移动电荷的路径有关吗？电势差UAB 跟移动电荷的路径
无关，只与A、B的位置有关。问题２： 单位长度内，沿AB、 ABˊ 两个方向，哪个电势降落的快？应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。场强E的方向是电势降落最快的方向1-7510 由正电荷的电场线分布可知，沿着QABC方向，电场强度越来越弱。由：QABC不相等所以 UAB＞UBC问题3：A、B两点间的电势差与B、C两点间的电势差
相等吗？说明理由。知：W AB＞W BC1-7511acbE例题2：如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为φa= -50V ，φb= -20V，则a、b连线的中点c的电势应为（? ? ）
A. φc= - 35V
B. φc > - 35V
C. φc < -35V
D. 无法判断1-75121-7513电场力电场强度电势差电势电势能电场力的功电场力做功与路径无关小结1-7514练习1：如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向如图, ab=bc。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
巩固练习1-7515练习2：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WBC= -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1-7516练习3：图中A、B、C为匀强电场中的三点，已知φA=12V，φB=6V，φC= - 6V，试在方框中作出该电场线的分布示意图1-7517练习4：匀强电场中的A、B、C三点构成一边长为a的等边三角形，如图所示，场强方向平行于纸面。具有初速度的电子在电场力作用下从B到A动能减少E0，质子在电场力作用下从C到A动能增加E0，求匀强电场的场强.方向：垂直BC向上1-7518解:根据动能定理得电子从B到A过程中质子从C到A过程中由①②可知B、C两点电势相等且大于A点电势.即φB=φC>φA方向垂直BC，并指向A①②因为电场为匀强电场，所以BC连线为等势面(如图中虚线)，与BC垂直为电场线(如图中实线)1-7519练习5：如图所示，A、B两板相距d=30cm，电源电压U=60V，B板接地，C点离A板d1=10 cm，D点离B板d2=5cm。求：
（1）场强多大？方向如何？
（2）A板及C、D点的电势各为多少？
（3）C、D 两点的电势差多大？1-7520 6、如图，两块平行正对的金属板MN分别与电源相连，N板接地.在两板中的P点固定一正检验电荷.现保持M板不动，将N板向下平行移动，则在N板下移过程中，正检验电荷在P点的电势能变化情况是( )
A.不变 B.变大 C.变小 D.无法确定B如果保持N 板不动，将M板向下平行移动呢？1-7521作业：1、如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，D位于电场的中点，且CD＝4cm，CD连线和场强方向成60°角。已知电子从D点移到C点的过程中电场力做功为WDC=3.2×10-17J，求：
（1）匀强电场的场强；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）若A板接地，D点电势为多少？AB60°CD1-75222、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.ABCD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.1-7523A 12VB 3VC -6VD ?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3VPE1-7524A 12VB 3VCD 0?VPQE1-7525巩固练习1．下列说法正确的是 （ ）
A．由公式U = Ed 得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积
B．由公式E = U/d得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小
C．在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积
D．公式U = Ed只适用匀强电场
D
1-7526√3015 0 4、如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：D点的电势UD= V.【答案】 UD=9V.1-7528再见阅读材料 元电荷的测定——密立根油滴实验密立根油滴实验装置调节极板间电压U恰好使某个油滴悬浮，则：因而，悬浮油滴的电荷量为：通过实验，密立根发现所有油滴所带电量都是元电荷的整数倍。
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。物质存在的两种方式：实物和场 物理学的两条主线:力和能电场的两大性质： ①力的性质：②能的性质：由电场强度 E 描述可用等势面形象表示 由电势描述φ 可用电场线形象表示一、电势差与电场强度的关系1、若沿场强方向移动电荷 如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线。 沿场
强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距
离为d，电势差为U，场强为E。则电场力所做的功： 从力的角度： Ｗ= Fd = qEd ①
从能的角度： Ｗ= qU ②
由 ① ② 两式得: U = Ed 结论：在匀强电场中，沿场强方向的两点间的
电势差等于场强与这两点的距离的乘积2、若不沿场强方向移动电荷？ 上面讨论中A、B两点位于同一条电场线上。如果
它们不在同一条电场线上，如下图所示，还能得出
以上结论吗？[解析] 把正电荷q不是沿场强方向
由A点移动到B点，则电场力所做的功： 从力的角度：ＷAB = FLcosα从能的角度：ＷAB = qUAB由上两式得：UAB= ELcosα=Ed ( d为沿场强方向上的距离 )【几点说明】
1.适用条件:匀强电场
2.各物理量意义:
U—表示两点电势差(取绝对值)
E—表示匀强电场的场强
d—表示两点间沿电场线方向的距离
本式不带正负号
3.场强的单位:1V/m=1N /C场强与电势差的关系由上推导得出一个总结论：
电势差和电场强度的关系（３种说法）（1）在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积．（2）在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值 （3）电场强度在数值上＝沿电场方向每单位距离上降低的电势．E = UAB／dUAB = E d1-758例题1：下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系说法正确的是：（ ）
A. 任意两点的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。
B. 对同一电场来说，沿电场方向，经任何相同距离电势降落必相等。
C. 电势降落的方向必是场强的方向。
D. 在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大。 1-759问题讨论：问题１：电场中A、B两点的电势差UAB跟移动电荷的路径有关吗？电势差UAB 跟移动电荷的路径
无关，只与A、B的位置有关。问题２： 单位长度内，沿AB、 ABˊ 两个方向，哪个电势降落的快？应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。场强E的方向是电势降落最快的方向1-7510 由正电荷的电场线分布可知，沿着QABC方向，电场强度越来越弱。由：QABC不相等所以 UAB＞UBC问题3：A、B两点间的电势差与B、C两点间的电势差
相等吗？说明理由。知：W AB＞W BC1-7511acbE例题2：如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为φa= -50V ，φb= -20V，则a、b连线的中点c的电势应为（? ? ）
A. φc= - 35V
B. φc > - 35V
C. φc < -35V
D. 无法判断1-75121-7513电场力电场强度电势差电势电势能电场力的功电场力做功与路径无关小结1-7514练习1：如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向如图, ab=bc。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
巩固练习1-7515练习2：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WBC= -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1-7516练习3：图中A、B、C为匀强电场中的三点，已知φA=12V，φB=6V，φC= - 6V，试在方框中作出该电场线的分布示意图1-7517练习4：匀强电场中的A、B、C三点构成一边长为a的等边三角形，如图所示，场强方向平行于纸面。具有初速度的电子在电场力作用下从B到A动能减少E0，质子在电场力作用下从C到A动能增加E0，求匀强电场的场强.方向：垂直BC向上1-7518解:根据动能定理得电子从B到A过程中质子从C到A过程中由①②可知B、C两点电势相等且大于A点电势.即φB=φC>φA方向垂直BC，并指向A①②因为电场为匀强电场，所以BC连线为等势面(如图中虚线)，与BC垂直为电场线(如图中实线)1-7519练习5：如图所示，A、B两板相距d=30cm，电源电压U=60V，B板接地，C点离A板d1=10 cm，D点离B板d2=5cm。求：
（1）场强多大？方向如何？
（2）A板及C、D点的电势各为多少？
（3）C、D 两点的电势差多大？1-7520 6、如图，两块平行正对的金属板MN分别与电源相连，N板接地.在两板中的P点固定一正检验电荷.现保持M板不动，将N板向下平行移动，则在N板下移过程中，正检验电荷在P点的电势能变化情况是( )
A.不变 B.变大 C.变小 D.无法确定B如果保持N 板不动，将M板向下平行移动呢？1-7521作业：1、如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，D位于电场的中点，且CD＝4cm，CD连线和场强方向成60°角。已知电子从D点移到C点的过程中电场力做功为WDC=3.2×10-17J，求：
（1）匀强电场的场强；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）若A板接地，D点电势为多少？AB60°CD1-75222、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.ABCD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.1-7523A 12VB 3VC -6VD ?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3VPE1-7524A 12VB 3VCD 0?VPQE1-7525巩固练习1．下列说法正确的是 （ ）
A．由公式U = Ed 得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积
B．由公式E = U/d得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小
C．在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积
D．公式U = Ed只适用匀强电场
D
1-7526√3015 0 4、如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：D点的电势UD= V.【答案】 UD=9V.1-7528再见阅读材料 元电荷的测定——密立根油滴实验密立根油滴实验装置调节极板间电压U恰好使某个油滴悬浮，则：因而，悬浮油滴的电荷量为：通过实验，密立根发现所有油滴所带电量都是元电荷的整数倍。