（人教版）选修3-1物理 1.6《电势差与电场强度的关系》ppt课件

（人教版）选修3-1物理 1.6《电势差与电场强度的关系》ppt课件内容摘要：

1、第 6节 电势差与电场强度的关系 1 知道在匀强电场中电势差与电场强度的定量关系 ， 掌握表达两者关系的公式 2 知道电场强度另一个单位 “ 伏特每米 ” 的物理意义 要点一 电势差与电场强度的关系 1 关系式推导 如图所示，在匀强电场中 把电荷 q 从A 移动到 B ，静电力做功 W B 静电力是恒力，所以静电力做的功也可以这样求： W q 由以上两式得 B U E D 2 匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积 (2)公式： (3)应用此公式注意两点： 公式只适用于匀强电场 ， 但可对非匀强电场进行定性分析； 公式中的 “ 2、 d”一定是 “ 沿电场方向的距离 ” 3 U (1)在匀强电场中 ， 沿任意一个方向 ， 电势下降都是均匀的 ， 故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等 如果把某两点间的距离平均分为 则每段两端点间的电势差等于原电势差的 1/n. (2)在匀强电场中 ， 沿任意方向相互平行且相等的线段两端点的电势差相等 4 在非匀强电场中，公式 E E 在等差等势面中等势面越密的地方场强就越大，如图甲所示再如图乙所示， a 、 b 、 c 为某条电场线上的三个点，且距离 由于电场线越密的地方电场强度越大，故 U U b C 应用 E 如果 A、 ， 两点连线不沿电场强度方向 ， 计算电势差时 ， 在电场强 3、度方向上的投影 ， 即为 A、 要点二 电场强度的另一种表述 1 内容 ：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 2 公式 ： E 3 数值： 电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势 4 单位： V /m ，根据电场强度的两个定义式知， 1 V / m 1 N/ C 只有沿电场强度方向 ， 单位长度上的电势差才最大 如图所示 ，A 6 计算电场强度一般有 E E 、 E 个表达式，理解这三个表达式要注意 4 个方面的不同 . 公式 E E 意义 定义式 决定式 匀强电场中电场强度与电势差的关系式，也是联系静电力与电场能性质的桥梁 公式 推导 4、比值法 E F W W 适用 范围 任何 电场 真空中点电荷的电场 匀强电场的计算和非匀强电场的定性分析 决定 因素 由电场本身决定，与 F 和 由场源电荷 E 和 U 都由电场本身的情况确定，两 量之间无决定与被决定的关系 电势差降落最快的方向是电场强度的方向 ， 但电势降落的方向不一定是电场强度的方向 平行的带电金属板 A、 如图所示 ， 两板间距离是 5 两板间的电压是 60 V. 题 型 1 公式 E U/ (1)两板间的场强是多大。 (2)电场中有 2两点 ， 板 0.5 .5 2两点间的电势差多大。 (3)若 2两点的电势各是多少伏。 【解析】 (1) 两板间是匀强电场，由 5、U 得两板间的场强 E 0 10 2m 103V/m. (2) d 4 c m ， 所以 103 4 10 2V 48 V . (3) B 板接地，即 B 板电势为零，电场中某点的电势就等于这点与 B 板的电势差，即 103 4 10 2V 54 V . 103 0 10 2V 6 V . 【 答案 】 (1)103 V/m (2)48 V (3)54 V 6 V 【 方法总结 】 (1)首先判断电场是否为匀强电场 (2)若是匀强电场 ， 明确各物理量的含义 式中 如果两点间距离 计算时 ， 在沿电场方向的投影 ， 即为两点所在的等势面的垂直距离 (3)应用公式 E U/ 如图所示是匀强电场中 6、的一组等势面 ， 若 A、 B、 C、 则该电场的电场强度为 _ V/m， 到 .5 _V. 解析： 因为电场是匀强电场 ， 所以可用 E 但必须明确 、 且各单位必须用国际单位制中的单位 变式训练 1以 E U d ( A B ) 32V/m 1 000 33V/m ； U E PB (1 000/ 3 ) 32V ， P . 答案： 1 00 0 33 如图 1所示 ， A、 B、 已知 A、 B、 15 V， B 3 V， C 3 V， 试确定场强的方向 ， 并画出电场线 题 型 2 巧用 “ 等分法 ” 画电场线 【解析】 根据 A 、 B 、 C 三点电势的特点，在 线上取 M 、 7、N 两点，使 如图 2 所示，尽管 一定是场强方向，但可以肯定 场强方向上的投影长度相等，由 U 知， A 5 3 3V 6 V 由此可知， N 3 V ，M 9 V ， B 、 N 两点等电势， 连线即为等势面，那么电场线与 直电场强度的方向为电势降低的方向：斜向下 【 答案 】 见解析 【 方法总结 】 (1)根据 “ 电场线与等势面垂直 ， 并且由电势高的等势面指向电势低的等势面 ” ， 若知道电场中电势的分布情况 ， 就可以知道电场线的分布情况 (2)在匀强电场中 ， 只要找到两个电势相等的点就可以得到一条等势线 (3)电势相等的点可根据匀强电场的特点利用等分法去找 (4)等分法画电场 8、线的步骤： 非匀强电场 明确电势的分布情况 ， 根据电场线与等势面垂直 ，并且指向电势低的等势面画出电场线 匀强电场 只要找到两个电势相等的点 ， 就可得到一条等势线 ， 从而画出电场线 变式训练 2图所示， A 、 B 、 C 是匀强电场中的三点，已知 A 10 V ， B 4 V ， C 2 V ， A 30 ， B 90 ， 4 3 试确定： (1) 该电场中的一条电场线； (2) 场强 E 的大小 解析： (1)确定电场线的方法是先找到等势点 ， 根据等势线和电场线相互垂直的关系画出电场线 ， 的电势为 D 4 V， 连接 即为等势线 ， 垂直于等势面的直线即为电场线 ， 沿电场线电势 9、逐渐降低 ， 如图： (2) 过 C 点做 垂线，交于 F 点， 点间的电势差U 6 V ，根据几何关系可知， 30 ， 2 3 32 3 电场强度 E 200 V/m. 答案： (1) (2)200 V/ m 如图所示 ， 在匀强电场中 ， 一电荷量为 q10 10 由 电场力做的功都是 10 8 J， 已知 a、 b、 20 37 (1)a、 (2)匀强电场的场强大小； (3)电场强度的方向 题 型 3 匀强电场中电场强度、电势能、电势、电 势差的综合问题 【解析】 (1) 因为正电荷 q 从 a 到 b 和从 a 到 c ，电场力做功相等，所以由 W 得 b 、 c 两点在同一等势面上， 10、 10 10 10 V 60 V . (2) 由 U ， E m 3 7 5 V / m. (3) 由匀强电场电场线和等势面关系可知，场强与 行且由 a 指向 C 【 答案 】 (1)60 V (2)375 V/m (3)与 c 【 方法总结 】 此类问题涉及的概念、公式较多，要根据需要灵活选择： (1) U E U 用于确定电势差或场强 (2) U A B ，可用于确定某点电势；若 B 0 ，则 A U A B (3)用于确定某点电势能 ， 在 0处 ， . (4)在电场中转移电荷 ， 电场力做功 知道了 (5)电场中电势相等的点构成等势面 ， 电场线的方向总是和等势面垂直且由电势高的等势面指向电势低的等势面 知道了等势面便可推知电场线的分布情况 (2014大庆三模 )如图所示 ， 在一个匀强电场中有一四边形 其中 一个电量为 3 10 7 点移动到 电场力做功为 10 8 J， 将该粒子从 点 ， 电场力做功为 10 8 J， 下列结论正确的是 ( ) 变式训练 3A A、 B 若将该粒子从 点 ， 电场力做功 10 8 J C 若将该粒子从 点 ， 电场力做功 10 8 J D 若 A、 该电场的场强为 E10 V/m。