高三物理人教版選修3-1課件：第1章第六節(jié)《電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第六節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系UAB Ed 2 知道電場(chǎng)強(qiáng)度另一個(gè)單位 伏特每米 的物理意義 重點(diǎn)難點(diǎn) 用E UAB d解決有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第六節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 課前自主學(xué)案 課前自主學(xué)案 一 電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1 關(guān)系式 UAB Ed 2 適用條件 電場(chǎng) d是沿 方向的距離 3 物理意義勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)間 的乘積 勻強(qiáng) 電場(chǎng) 沿電場(chǎng)方向的距離 二 電場(chǎng)強(qiáng)度的另一種求法1 表達(dá)式 E 2 物理意義 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的 與這兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)方向的距離的比值 或者說(shuō)電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向 上降低的電勢(shì) 3 場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位 符號(hào) 1N C 1 電勢(shì)差 每單位距離 伏 米 V m V m 提示 不需要 核心要點(diǎn)突破 3 推論 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 兩長(zhǎng)度相等且相互平行的線段兩端的電勢(shì)差相等 當(dāng)線段與場(chǎng)強(qiáng)平行時(shí) 由U Ed可知 d相等 U相同 當(dāng)線段與場(chǎng)強(qiáng)不平行時(shí) 只要沿場(chǎng)強(qiáng)方向投影的長(zhǎng)度相等 U相同 如圖1 6 1所示 ABCD中 UAB UDC UBC UAD 圖1 6 1 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 a b c d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn) 它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn) 電場(chǎng)線與矩形所在平面平行 已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20V b點(diǎn)的電勢(shì)為24V d點(diǎn)的電勢(shì)為4V 如圖1 6 2所示 由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為 圖1 6 2 A 4VB 8VC 12VD 24V解析 選B bc與ad平行且相等 由勻強(qiáng)電場(chǎng)特點(diǎn)可得 b c a d c 8V 二 三個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度公式的比較 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 以下關(guān)于與電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)的幾個(gè)公式的說(shuō)法 其中不正確的是 A 公式U E d只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)B 只要電場(chǎng)中電場(chǎng)線是直線 公式U E d就適用C 公式E F q是定義式 適用于任何電場(chǎng)D 公式E kQ r2是由庫(kù)侖定律得出的 因而只適用于 真空中 點(diǎn)電荷的電場(chǎng)解析 選B 在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中電場(chǎng)線是直線 但公式U Ed不成立 故B錯(cuò) 課堂互動(dòng)講練 平行的帶電金屬板A B間是勻強(qiáng)電場(chǎng) 如圖1 6 3所示 兩板間距離是5cm 兩板間的電壓是60V 1 兩板間的場(chǎng)強(qiáng)是多大 2 電場(chǎng)中有P1和P2兩點(diǎn) P1點(diǎn)離A板0 5cm P2點(diǎn)離B板也是0 5cm P1和P2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差多大 3 若B板接地 P1和P2兩點(diǎn)的電勢(shì)各是多少伏 圖1 6 3 答案 1 1 2 103V m 2 48V 3 54V6V 方法總結(jié) 應(yīng)用U Ed求兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 一定要正確理解 d 是兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)方向的距離 而求某點(diǎn)的電勢(shì) 我們是通過(guò)求這點(diǎn)與電勢(shì)零點(diǎn)的電勢(shì)差實(shí)現(xiàn)的 由U Ed計(jì)算其數(shù)值 電勢(shì)的正負(fù)由該點(diǎn)與電勢(shì)零點(diǎn)的電勢(shì)高低比較而定 變式訓(xùn)練1 2010高考安徽理綜卷 如圖1 6 4所示 在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心 半徑R 0 1m的圓 P為圓周上的一點(diǎn) O P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為 若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)大小E 100V m 則O P兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為 A UOP 10sin V B UOP 10sin V C UOP 10cos V D UOP 10cos V 圖1 6 4 解析 選A 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低 由UOP o p可知 UOP為負(fù)值 公式U E d中的d為沿電場(chǎng)線方向的距離 故UOP ER sin 10sin V 選項(xiàng)A正確 如圖1 6 5所示 實(shí)線為電場(chǎng)線 虛線為等勢(shì)線 且AB BC 電場(chǎng)中的A B C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA EB EC 電勢(shì)分別為 A B C AB BC間的電勢(shì)差分別為UAB UBC 則下列關(guān)系中正確的有 A A B CB EC EB EAC UAB UBCD UAB UBC 圖1 6 5 思路點(diǎn)撥 公式U Ed在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中可用于定性分析 精講精析 由題圖中電場(chǎng)線的分布規(guī)律可知 電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng) C附近稠密 A附近稀疏 C附近的場(chǎng)強(qiáng)大于A附近的場(chǎng)強(qiáng) 選項(xiàng)B正確 由公式U Ed知 UBC UAB 選項(xiàng)C對(duì) D錯(cuò) 由電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向得選項(xiàng)A正確 答案 ABC 題后反思 本題涉及電場(chǎng)中的三個(gè)基本物理量 各個(gè)物理量都是由哪些因素確定的 它們之間又有什么關(guān)系是解決問(wèn)題的關(guān)鍵 變式訓(xùn)練2如圖1 6 6所示 實(shí)線為電場(chǎng)線 虛線為等勢(shì)面 a b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為 a 60V b 30V 則a b連線中點(diǎn)c的電勢(shì) c應(yīng)為 A c 45VB c 45VC c 45VD c 0V 圖1 6 6 如圖1 6 7所示 A B C是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn) 已知A B C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為 A 15V B 3V C 3V 試確定場(chǎng)強(qiáng)的方向 并畫(huà)出電場(chǎng)線 圖1 6 7 自主解答 根據(jù)A B C三點(diǎn)電勢(shì)的特點(diǎn) 在AC連線上取M N兩點(diǎn) 使AM MN NC 如圖1 6 8所示 圖1 6 8 答案 見(jiàn)自主解答 變式訓(xùn)練3 2011年北京海淀模擬 如圖1 6 9所示 平行直線AA BB CC DD EE 分別表示電勢(shì) 4V 2V 0 2V 4V的等勢(shì)線 若AB BC CD DE 2cm 且與直線MN成30 角 則 圖1 6 9 A 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于AA 且右斜下B 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)大小為2V mC 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) 距C點(diǎn)距離為2cm的所有點(diǎn)中 最高電勢(shì)為4V 最低電勢(shì)為 4VD 若一個(gè)正電荷從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn) 通過(guò)AB段損失動(dòng)能E 則通過(guò)CD段損失動(dòng)能也為E 解析 選CD 由該電場(chǎng)的等勢(shì)面特征可以看出 該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng) 電場(chǎng)線方向垂直于等勢(shì)面且從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 故場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)榇怪庇贏A 且左斜上 A錯(cuò)誤 場(chǎng)強(qiáng)的大小可以由E U d得出 式中d表示沿電場(chǎng)線方向的距離 即兩等勢(shì)面之間的距離 根據(jù)幾何關(guān)系可知 相鄰兩個(gè)等勢(shì)面之間距離為1cm 電勢(shì)差為2V 故電場(chǎng)強(qiáng)度為200V m B錯(cuò)誤 以點(diǎn)C為圓心2cm為半徑作圓 恰好與 4V和4V兩個(gè)等勢(shì)面相切 故C正確 正電荷從A向E運(yùn)動(dòng)電勢(shì)能增加 動(dòng)能減少 由于UAB UBC 根據(jù)動(dòng)能定理和W qU得 A到B和C到D過(guò)程電荷損失的動(dòng)能相等 故選C D 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全