（京津琼鲁专用）2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 第6节 电势差与电场强度的关系课件 新人教版必修2.ppt

6电势差与电场强度的关系,第一章静电场,学科素养与目标要求物理观念：理解匀强电场中电势差与电场强度的关系：UEd或E，了解其适用条件.科学思维：1.通过关系式UEd的推理进一步加强逻辑思维能力.2.对比有关电场强度的三个表达式及适用条件，并在具体问题中准确选用公式解决有关问题.,内容索引,重点探究启迪思维探究重点,达标检测检测评价达标过关,自主预习预习新知夯实基础,自主预习,一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1.在匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与这两点_的距离的乘积.2.公式：UAB.3.适用条件(1)电场；(2)d为两点沿的距离.,沿电场方向,Ed,匀强,电场方向,二、公式E的意义1.意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的与这两点的比值.2.电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿方向每单位距离上降低的.3.电场强度的另一个单位：由E可导出电场强度的另一个单位，即，符号为.11N/C.,电势差,沿电场强度方向距离,电场,电势,伏特每米,V/m,V/m,即学即用1.判断下列说法的正误.(1)公式UEd适用于所有电场.()(2)由UEd可知，匀强电场中两点间的电势差与这两点的距离成正比.()(3)匀强电场的场强值等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值.()(4)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积.(),答案,2.如图1所示，场强为E1.0102V/m的匀强电场中，有相距d2.0102m的A、B两点，A、B连线与电场方向的夹角为60，则A、B两点间的电势差为V.,图1,答案,解析,1.0,重点探究,导学探究如图2所示的一个匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d.现将一个电荷量为q的电荷由A移到B.,一、匀强电场中电势差与电场强度的关系,图2,(1)从力和位移的角度计算静电力所做的功；通过A、B间的电势差计算静电力做的功.答案WABFdqEdWABqUAB,答案,答案,(2)比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系.答案UABEd(3)B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？答案UACEd,知识深化电场强度与电势差的关系(1)大小关系：由E可知，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，电场强度是电势差对空间位置的变化率，电势随空间变化的快慢反映了电场强度的大小.(2)方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向.,例1如图3所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E100V/m，则O、P两点的电势差可表示为A.UOP10sin(V)B.UOP10sin(V)C.UOP10cos(V)D.UOP10cos(V),解析,答案,图3,解析由题知匀强电场的方向沿y轴负方向，沿着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点的电势，O、P两点的电势差UOP为负值.根据电势差与场强的关系可得UOPEdERsin10sin(V)，所以A正确.,例2如图4所示，P、Q两金属板间的电势差为50V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d10cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4cm.求：(1)P板及A点的电势.,图4,解析板间场强方向水平向左，可见Q板电势最高.Q板接地，则电势Q0，板间各点电势均为负值.,Q、A间电势差UQAEd5102(104)102V30V所以A点电势A30V，同理可求得P板电势PUPQ50V,答案50V30V,解析,答案,(2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移5cm，则A点的电势将变为多少？答案10V,解析当Q板向左平移5cm时，两板间距离d(105)cm5cmQ板与A点间距离变为d(104)cm5cm1cm,Q、A间电势差UQAEd1.01031.0102V10V所以A点电势A10V.,1.0103Vm1,解析,答案,在应用公式UABEd时可简化为UEd，即只把电势差大小、场强大小通过公式联系起来，至于电势差的正负、电场强度的方向我们可根据题意另作判断.,1.UABEd只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题.由E可以得出结论：在等差等势面中等势面越密的地方场强就越大.2.如图5所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离abbc，由于不知电场的性质，所以电势差Uab与Ubc的大小不能确定.,二、非匀强电场中电势差与电场强度关系的定性分析,图5,例3如图6所示，实线为电场线，虚线为等势面，a50V，c20V，则a、c连线中点b的电势b为,图6,A.等于35VB.大于35VC.小于35VD.等于15V,解析从电场线疏密可以看出EaEbEc，由UEd可以判断UabUbc，所以b35V.,解析,答案,三、关于场强的三个表达式的比较,例4如图7所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上作一个半径为10cm的圆，在圆周上取如图所示的A、B、C三点，已知A、B两点间电势差为1350V，(1)求匀强电场的场强大小.答案9000V/m,图7,解析,答案,(2)若在圆心O处放置电荷量为108C的正点电荷，求C点电场强度的大小和方向.(已知静电力常量k9.0109Nm2/C2，结果保留三位有效数字)答案1.27104N/C，方向与水平方向成45角斜向右上,解析设正点电荷在C处产生的电场强度为E1，,C处另有匀强电场，场强E9103N/C，方向水平向右，与E1垂直，根据平行四边形定则，C处的合场强为E1.27104N/C，方向与水平方向成45角斜向右上.,解析,答案,针对训练如图8所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5cm，电势差为25V，在电场中P点(图中未画出)固定放置电荷量为5109C的负点电荷，此时电场中有一点场强为零，此点在P点的A.上方30cm处B.下方30cm处C.上方25cm处D.下方25cm处,图8,答案,解析,达标检测,1.(对公式E的理解)对公式E的理解，下列说法正确的是A.此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差B.A点和B点间距离越大，则这两点间的电势差越大C.匀强电场中A、B两点沿电场线的距离越大，则电场强度越小D.公式中的d是匀强电场中A、B所在的两等势面之间的距离,解析此公式只适用于匀强电场中A、B两点间电势差的计算，A错误.A、B两点间的电势差不仅取决于距离的大小，还取决于电势降落的快慢程度，B错误.匀强电场中的电场强度大小与A、B两点间的距离无关，是恒定的，C错误.公式中的d是匀强电场中A、B所在的两等势面之间的距离，D正确.,答案,1,2,3,4,解析,2.(公式UABEd的应用)(2018山东济南市高一下期末)如图9所示为沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E，有一动点A以O为圆心，以r为半径逆时针转动，为OA与x轴正方向间的夹角，则O、A两点间电势差A.UErB.UErsinC.UErcosD.U,答案,1,2,3,4,解析,图9,解析OA两点沿场强方向的距离drcos，由UEd知，C正确.,3.(应用UABEd定性分析非匀强电场)如图10所示是某电场中的三条电场线，C点是A、B连线的中点.已知A点的电势是A30V，B点的电势B20V，则下列说法正确的是A.C点的电势C5VB.C点的电势C5VC.C点的电势C5VD.负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能,答案,解析,1,2,3,4,图10,1,2,3,4,解析由题图看出，AC段电场线比CB段电场线密，则AC段场强较大，根据公式UEd可知，AC间电势差UAC大于CB间电势差UCB，所以UACUAB25V，即AC25V，又A30V，可知C5V，故C正确，A、B错误.而负电荷在电势低处电势能较大，故D错误.,4.(公式UABEd的应用)平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图11所示，两板间距离是5cm，