02_《電勢差與電場強度的關(guān)系》課件（新人教選修3-1）

新 課 標 高 中 物 理 選 修 電 場 的 兩 大 性 質(zhì) ： 力 的 性 質(zhì) ： 能 的 性 質(zhì) ： 由 電 場 強 度 E描 述可 用 等 勢 面 形 象 表 示 由 電 勢 描 述可 用 電 場 線 形 象 表 示 電 場 力 （ F=qE)電 場 強 度 （ E） 移 動 電 荷 q做 功 (是 否 到 零 參 考 點 )電 勢 能 的 變 化 (WAB=qUAB)電 勢 差 （ UAB= ）BA 電 勢？ 看 知 識 結(jié) 構(gòu) 圖理 解 掌 握 幾 個 物 理 概 念 ：電 場 強 度 、 電 場 線 、 電 勢 、 電 勢 差 、電 場 力 做 功 與 電 勢 能 的 轉(zhuǎn) 化 關(guān) 系 、 等 勢 面 （ 線 ） 的 特 點兩 點 間 的 電 能 =其 它 形 式 能 的 物 理 量描 述 能 性 質(zhì)描 述 電 場 力 性 質(zhì) 到 零 參 考 點 定 義 :某 點 電 勢不 到 零 參 考 點 定 義 兩 點 間 的 電 勢 差電 勢 差 和 E存 在 怎 樣 的 關(guān) 系 就 是 這 一 節(jié) 課 所 要 研 究 的 課 題功 能 如 圖 ： 表 示 某 一 勻 強 電 場 的 等 勢 面 和 電 場 線 。 沿 場 強 方 向 把 正 電 荷 q由 A點 移 動 到 B點 ， 設(shè) A、 B兩 點 間 的 距 離 為 d，電 勢 差 為 U， 場 強 為 E。 則 電 場 力 所 做 的 功 ： 從 力 的 角 度 ： = Fd = qEd 從 能 的 角 度 ： = qU 由 兩 式 得 : U = Ed dA B E 電 勢 差 與 電 場 強 度 的 關(guān) 系 （ 通 過 下 面 的 例 子 來 推 算 ）問 題 一 、 若 沿 場 強 方 向 移 動 電 荷n結(jié) 論 ： 在 勻 強 電 場 中 ，n沿 場 強 方 向 的 兩 點 間 的 電 勢 差 等 于 場 強 與 這 兩 點 的 距 離 的 乘 積 n表 達 式 ： U = Ed 或 ： E = U/d（ d為 沿 場 強 方 向 上 的 距 離 ）n在 勻 強 電 場 中 ， 場 強 在 數(shù) 值 上 等 于 沿 場 強 方 向 每 單 位 距 離 上 的 電 勢 差n 注 意 ： U = Ed和 E = U/d的 適 用 條 件 是 ： n（ 1） 勻 強 電 場 （ 2） d是 沿 場 強 方 向 的 兩 點 間 的 距 離 。單 位 關(guān) 系 ： 1V/m =1N/C 公 式 ： E = U/d、 E=F/q 公 式 單 位 如 圖 ， 在 勻 強 電 場 E中 ， 有 相 距 為 L的 A、 B兩 點 ， 兩 點 連 線 與 場強 方 向 成 角 。 則 A、 B兩 點 間 的 電 勢 差 為 U = EL， 對 不 對 ？ A BL E B d把 正 電 荷 q不 是 沿 場 強 方 向 由 A點 移 動 到 B點 ，則 電 場 力 所 做 的 功 ： 從 力 的 角 度 ： AB = FLcos從 能 的 角 度 ： AB = qUAB由 上 兩 式 得 ：解 析 A、 B兩 點 連 線 L不 沿 場 強 方 向 ，不 能 直 接 用 U = EL計 算 A、 B兩 點 間 的 電 勢 差 。從 力 的 角 度 ： AB = FLcos = qELcos從 能 的 角 度 ： AB = qUAB由 上 兩 式 得 ： UAB = ELcos (Lcos為 沿 場 強 方 向 上 的 距 離 )說 明 根 據(jù) 電 場 線 跟 等 勢 面 垂 直 這 一 性 質(zhì) ， 可 過 B點 作 一 等 勢 面 ， 在 等 勢面 上 找 一 點 B， 使 A、 B的 連 線 沿 場 強 方 向 。 B、 B的 電 勢 相 等 UAB=U AB = E dE UAB = ELcos= E dE 或 E= UAB dE 問 題 二 、 若 不 沿 場 強 方 向 移 動 電 荷 ？= qELcos 由 上 推 導(dǎo) 得 出 一 個 總 結(jié) 論 ：勻 強 電 場 中 兩 點 間 的 電 勢 差 等 于 電 場 強 度 與 這 兩 個點 沿 電 場 方 向 距 離 的 乘 積 UAB = E d 或n在 勻 強 電 場 中 電 場 強 度 的 大 小 等 于 兩 點 間 的 電 勢 差 與 兩點 沿 電 場 強 度 方 向 距 離 的 比 值 或電 場 強 度 在 數(shù) 值 上 沿 電 場 方 向 每 單 位 距 離 上 降 低 的電 勢 nE= U AB d 條 件 是 :勻 強 電 場 、 沿 電 場 方 向 的 距 離 EA BL B d說 明 電 場 中 兩 點 間 的 電 勢 差 ， 類 同 于 重 力 場 中 兩 點 間 的 高 度 差 ： 高 度 差 h 跟 物 體 運 動 的 路 徑 無 關(guān) ， 只 與 A、 B的 位 置 有 關(guān)問 題 討 論 ：2、 場 強 E的 方 向 是 電 勢 降 落 最 快 的 方 向 。n1、 電 勢 差 UAB 跟 移 動 電 荷 的 路 徑 無 關(guān) ， 只與 A、 B的 位 置 有 關(guān) 。問 題 4： 單 位 長 度 內(nèi) ， 沿 AB、 AB 兩 個 方 向 ， 哪 個電 勢 降 落 的 快 ？n3、 應(yīng) 用 ： 在 勻 強 電 場 中 ， 兩 條 平 行 線 段 上 相 等 距離 的 兩 點 間 的 電 勢 差 相 等 。 問 題 5： 非 勻 強 電 場 中 ， 等 差 等 勢 面 之 間 的 距 離 相 等 嗎 ？結(jié) 論 ： 答 :不相 等4.等 差 等 勢 面 密 處 場 強 大 ， 等 勢 面 疏 處 場 強 小 請 定 性 地 畫 出 電 勢 差 相 等 的 二 個 等 勢 面 。哪 兩 個 等 勢 面 是 否 在 相 鄰 等 勢 面 的 中 間 ? 1 下 列 說 法 正 確 的 是 （ ） A 由 公 式 U = Ed 得 ， 在 電 場 中 兩 點 間 電 勢 差 等 于 場 強 與 兩 點 間 距 離 的 乘 積 B 由 公 式 E = U/d得 ， 在 勻 強 電 場 中 沿 電 場 線 方 向 上 兩 點 間 距 離 越 大 ， 電 場 強 度 就 越 小C 在 勻 強 電 場 中 ， 任 兩 點 間 電 勢 差 等 于 場 強 和 這 兩 點 間距 離 的 乘 積D 公 式 U = Ed只 適 用 勻 強 電 場 D 2、 如 圖 ， a、 b、 c是 一 條 電 場 線 上 的 三 個 點 ， 電 場 線的 方 向 由 a到 c, a、 b間 的 距 離 等 于 b、 c間 的 距 離 。 用a、 b、 c和 Ea、 Eb、 Ec分 別 表 示 a、 b、 c三 點 的 電 勢和 場 強 。 下 列 哪 個 正 確 ？ A.a b c B. Ea Eb Ec C.a b=b c D. Ea=Eb=Ec 課 堂 練 習 ： a b c E3、 在 電 場 強 度 為 600 N/C的 勻 強 電 場 中 ， A、 B兩 點 相距 5 cm， 若 A、 B兩 點 連 線 是 沿 著 電 場 方 向 時 ， 則 A、 B兩 點 的 電 勢 差 是 _ V。 若 A、 B兩 點 連 線 與 電 場 方向 成 60 時 ， 則 A、 B兩 點 的 電 勢 差 是 _V； 若A、 B兩 點 連 線 與 電 場 方 向 垂 直 時 ， 則 A、 B兩 點 的 電 勢差 是 _V。 30 15 0 n在 勻 強 電 場 中 ， 兩 點 間 的 電 勢 差 和 電 場 強 度 的 關(guān) 系 為n電 勢 差 =電 場 強 度 與 這 兩 個 點 沿 電 場 方 向 距 離 的 乘 積 n UAB = E d 或 E = UAB d n一 些 結(jié) 論 注 意 ： (d為 沿 場 強 方 向 上 的 距 離 ） n1、 電 勢 差 UAB 跟 移 動 電 荷 的 路 徑 無 關(guān) ， 只 與 A、 B的n 位 置 有 關(guān) 。n2、 場 強 E的 方 向 是 電 勢 降 落 最 快 的 方 向 。n3、 應(yīng) 用 ： 在 勻 強 電 場 中 ， 兩 條 平 行 線 段 上 相 等 距 離n 的 兩 點 間 的 電 勢 差 相 等 。 n4、 在 非 勻 強 電 場 中 ， 等 差 等 勢 面 之 間 的 距 離 不 相 等n 等 差 等 勢 面 密 處 場 強 大 ， 等 勢 面 疏 處 場 強 小 。 電 場 強 度 己 學 過 三 個 公 式 有 什 么 區(qū) 別 呢 ? 3 電 場 強 度 三 個 公 式 的 區(qū) 別 ： 區(qū) 別公 式 公 式 含 義 適 用 范 圍 E = FqE = k Qr 2E = Ud 是 電 場 強 度 的 定 義 式 任 意 電 場 是 真 空 中 點 電 荷 電 場 的 場強 計 算 公 式 真 空 中 點 電 荷電 場 是 勻 強 電 場 的 場 強 的 計 算 公 式 （ d為 沿 場 強 方 向 的 距 離 ） 勻 強 電 場 練 習 1以 下 說 法 正 確 的 是 ：A、 勻 強 電 場 中 各 處 的 場 強 相 等 ， 電 勢 也 相 等 ；B、 場 強 為 零 的 區(qū) 域 中 ， 電 勢 處 處 相 同 ；C、 沿 電 場 線 方 向 電 場 強 度 一 定 越 來 越 小 ；D、 電 勢 降 低 的 方 向 就 是 電 場 線 的 方 向 。 最 快 錯錯 正 確 答 案 : B練 習 ： 圖 中 實 線 表 示 電 場 線 ， 虛 線 表 示 等 勢 面 ，過 a.b兩 點 的 等 勢 面 的 電 勢 分 別 為 40V、 20V，那 么 ab連 線 的 中 點 的 電 勢 值 為 （ ）A 等 于 30V B 大 于 30V C 小 于 30V D 無 法 確 定提 示 : 注 意 是 否 勻 強 電 場 答 案 :c 勻 強 電 場 中 兩 點 間 的 電 勢 差 等 于 電 場 強 度 與 這 兩 個 點 沿 電場 方 向 距 離 的 乘 積 UAB = E d 或 在 勻 強 電 場 中 電 場 強 度 的 大 小 等 于 兩 點 間 的 電 勢 差 與 兩 點 沿電 場 強 度 方 向 距 離 的 比 值 E= UAB d 或 電 場 強 度 在 數(shù) 值 上 沿 電 場 方 向 每 單 位 距 離 上 降 低 的 電 勢 注 意 ： d指 沿 電 場 方 向 距 離 ； （ 也 可 說 兩 點 間 的 電 勢 面 間 的 距 離 ） 電 勢 差 UAB 跟 移 動 電 荷 的 路 徑 無 關(guān) ， 只 與 A、 B的 位 置 有 關(guān) 場 強 E的 方 向 是 電 勢 降 落 最 快 的 方 向 應(yīng) 用 ： 在 勻 強 電 場 中 ， 兩 條 平 行 線 段 上 相 等 距 離 的 兩 點 間 的 電 勢 差 相 等 非 勻 強 電 場 中 ， 等 差 等 勢 面 之 間 的 距 離 不 相 等 等 差 等 勢 面 密 處 場 強 大 ， 疏 處 場 強 小 電 場 強 度 三 個 公 式 的 區(qū) 別