教科版高中物理必修第三册第一章静电场6电势差与电场强度的关系课件

知识点1电势差与电场强度的关系6

电势差与电场强度的关系知识清单破1.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场强与这两点间沿电场线方向的距离的乘积;场强的

大小在数值上等于沿场强方向单位距离上的电势差。(2)公式:UAB=Ed或E=

。只适用于匀强电场。2.在非匀强电场中,可以用公式定性比较电势差的大小,此时E表示平均电场强度。1.在电场线越密的地方,相邻等差等势面的间距越小,即等差等势面越密。2.等差等势面越密的地方场强越大。知识点2等势面的疏密与电场强度大小的关系1.在匀强电场中,由U=Ed可知,任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积,这种说

法正确吗?2.匀强电场中,两点间的电势差与这两点间的距离成正比,这种说法正确吗?3.只有沿电场线方向电势才降低,这种说法对吗?知识辨析一语破的1.不正确。公式U=Ed中的d表示沿电场方向两点间的距离。2.不正确。匀强电场中,只有沿同一方向时,两点间的电势差才与这两点间的距离成正比。3.不对。沿着电场线方向,电势降低得最快,但电势降低的方向不一定是电场线的方向。关键能力定点破定点1“等分法”确定匀强电场中的等势线和电场线1.“等分法”原理在匀强电场中,沿任意一个方向,电势下降都是均匀的,所以在同一方向上相同间距的两

点间电势差相等。如果把某两点间的距离平均分为n段,则每段两端点间的电势差等于原电

势差的

。2.两个常用推论推论1:匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC=

,如图甲所示。推论2:匀强电场中,若两线段AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD(或φA-φB=φC-φD),同理有UAC=

UBD,如图乙所示。或者说,在匀强电场中,沿任意方向相互平行且相等的线段两端点间的电势

差相等。3.确定电场方向的方法先由等分法确定电势相等的点,画出等势线,然后根据电场线与等势面垂直画出电场线,

且电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面。(多选)匀强电场的方向平行于xOy平面【1】,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的

电势分别为10V、17V、26V【2】。下列说法正确的是

(

)

A.电场强度的大小为2.5V/cmB.坐标原点处的电势为1VC.电子在a点的电势能比在b点的低7eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9eV典例1ABD

信息提取

【1】匀强电场中,沿同一方向,两点间的电势差与这两点间的距离成正比;确定了

等势线,与之垂直的直线就是一条电场线;【2】根据电势的值,可以在匀强电场中找相应的等势点,确定等势线。思路点拨

解析

由匀强电场中两平行线上距离相等的两点间电势差相等可知,O、a间电势差与b、c

间电势差相等,故O点电势为1V,选项B正确;在x轴上,每0.5cm长度对应电势差为1V,10V对

应的等势线与x轴交点f坐标为(4.5cm,0)(由【1】【2】得到);连接c、O,交af于g,由几何关系

可知cO⊥af,则cO为一条电场线,方向斜向下;在△aOc中,由几何知识得Oc=10cm,代入公式E

=

得,E=2.5V/cm,选项A正确;电子带负电,电势越高,电势能越小,电子在a点的电势能比在b点的高7eV,选项C错误;电子从b点运动到c点,电场力做功W=-eUbc=9eV,选项D正确。

1.φ-x图像的理解和应用(1)φ-x图线上某点切线的斜率表示该点的电场强度。φ-x图线存在极值时,极值处切线的斜率

为零,则对应的电场强度为零。(2)根据φ-x图像可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势的大小关系确定电场强度的方

向。(3)根据φ-x图像,可用Ep=qφ分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB分析WAB的正负。定点2

φ-x、E-x及Ep-x图像的理解及应用2.E-x图像的理解及应用(1)图像中,E>0表示场强沿正方向,E<0表示场强沿负方向。(2)由E-x图像确定电场线方向后,根据沿电场线方向电势逐渐降低,从而确定电势的高低。(3)E-x图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点间的电势高低需根据电场方向判定。(4)将E-x图像与带电粒子的运动情况结合,可以确定带电粒子受到的电场力、加速度,以及电

场力做功、电势能变化等情况。3.Ep-x图像的理解和应用(1)根据W=-ΔEp=Fx可知Ep-x图线的切线斜率的绝对值表示电场力大小。(2)根据Ep-x图像中电势能的变化可以判断电场力做功的正负。(3)根据Ep-x图像与动力学规律可判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况。

两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点,两者连线上各点电势高低如图中曲线所示

【1】(OB>BD),取无穷远处电势为零,则下列说法错误的是

(

)

A.从A到D,电场强度先减小后增加,B点的电场强度最小且为零【2】

B.Q1为负电荷,Q2为正电荷C.Q1的电荷量不等于Q2的电荷量D.将电子沿x轴从A点移到C点【3】,电场力一直做正功典例2A

信息提取

思路点拨

解题关键(1)φ-x图线上某点切线的斜率表示该点的电场强度。(2)越靠近正电荷,电势越高;越靠近负电荷,电势越低。(3)等量异种电荷连线的中垂线上各点电势均为0。解析

φ-x图线切线的斜率表示电场强度,B点切线的斜率不为0,所以B点的电场强度不为0,

选项A说法错误。由于沿着电场线的方向电势逐渐降低,由图像可知,离Q1越近,电场中的电

势越低,由此可以判断Q1为负电荷;同理,由于离Q2越近电势越高,可以判断Q2