2022年高中物理第1章静电场1.6电势差与电场强度的关系课件人教版选修3_1

第一章静电场第六节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≠0E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2cm，两点间的电势差为5V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？EM..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/q1焦/库1米W=FS1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AB.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＞φcB.Ea＞Eb＞EcC.φa－φb=φb－φcD.Ea=Eb=Ec课堂练习：●●●abcE2、在电场强度为600N/C的匀强电场中，A、B两点相距5cm，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。√30150 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ＭＮ.ＰＡＣ 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.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. A12VB3VC-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3VPE A12VB3VCD0?VPQE 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＜v0B．v=v0C．v＞v0D．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 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_______.40v20v0-20vE 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?BCEA 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/qU=W/q矢量标量V/mV 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／qＥ＝ＫＱ／r2E=U/d的适应条件