全优课堂物理配粤教版选修3-1课件2019-8-28修订第1章 第5节

1、物理选修3-1配粤教版第五节电场强度与电势差的关系物理选修3-1配粤教版1如图甲所示，在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三A点，若Q为正电荷，将正电荷放在点时电势能最大，A点时电势能最小若Q为负电荷，将正将负电荷放在AA电荷放在点时电势能最小，将负电荷放在点时电势能最大物理选修3-1配粤教版 甲 乙物理选修3-1配粤教版2(多选)如图乙所示，MN是一正点电荷产生的电场中的一条电场线一个带负电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示下列结论正确的是(A. 点电荷一定位于M点的左侧B. 带电粒子从a到b的过程中动能逐渐减小 C带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度)D带电粒子

2、在a点时的电势能大于在b点时的电势能【答案】CD物理选修3-1配粤教版一、探究场强与电势差的关系如图所示，在匀强电场中，电荷q从A点移动到B点WABqUAB 1静电力做功WAB与UAB的关系为2由FqE，WABFd qEdUABEd3对比两种计算结果，得4公式UABEd的适用条件是：E是 匀强电场的场强，d是AB两点沿 电场线方向的距离配粤教版物理选修3-1二、电场线与等势面的关系垂直 1电场线跟等势面2沿着电场线的方向各等势面上的电势减小，逆着电场增大 线的方向各等势面上的电势3电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏物理选修3-1配粤教版登上一座山，往往不止一条道，既有弯弯曲曲的盘山

3、公路，也有陡峭的小道，小道虽然陡，但是单位行程上升的高度 要大得多与此类似，在电场中，不仅仅沿电场线方向电势降 低，那么沿电场线方向与沿其他方向相比电势降低有什么不 同？它是不是“陡峭的小道”呢？【答案】单位长度上沿电场线电势降低最大物理选修3-1配粤教版场强电势差的关系1场强、电势差的区别与联系区别与联系物理量电场强度E电势差U定义放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电荷量的比值物理选修3-1配粤教版区别与联系 物理量电场强度 E电势差 U定义式EFqUWq引入意义描述电场力的性质描述电场能的性质正负或方向是矢量，正电荷受力方向为

4、 E 的方向虽有正负，但是标量，正负表示两点电势高低联系(1) 对于匀强电场 EUd(2) U 和 E 是描述电场固有性质的物理量，大小取决于电场本身，与 F、q、W 无关物理选修3-1配粤教版2.匀强电场中场强与电势差的关系(1)方向关系由图可知，由A点沿AB、AC、AD、AF路径电势均降落， 且UABUACUADUAF，其中AB路径电势降落最快由此可 知：电势降落最快的方向是电场强度的方向物理选修3-1配粤教版(2)数值关系UE d 或 UEd 式中 d 为沿电场强度方向的距离定量计算时两公式只适用于匀强电场，但对于非匀强电场也可以用两公式定性分析问题如图所示电场，同一电场线上有三点A、B

5、、C，其中 AB BC ，比较电势差 UAB和 UBC 的大小从图可以看出 AB 段场强比 BC 段场强大，根据公式Ed，d 相同，E 大的两点间电势差大，所以 UABUBCU物理选修3-1配粤教版3三个场强公式的比较公式区别物理含义引入过程适用范围EFq是电场强度大小的定义式Fq，FF、qq与无关，反映某点电场的性质适用于一切电场E Qkr2是真空中点电荷场强的决定式由 EFFq和Qqk r2 导出在真空中，场源电荷 Q 是点电荷EUd是匀强电场中场强的决定式由 FqE 和WqU 导出匀强电场物理选修3-1配粤教版例1如图所示，匀强电场中有A、B、C三点构成三角形，边长均为4cm.将一带电荷

6、量q1.01010C的正电荷(不计重力)，从A点移到C点，电场力做功为109J若把同一电荷从A点移到B点，电场力做功也为109 J，那么该电场的场强多大？物理选修3-1配粤教版解析：物理选修3-1配粤教版答案：5102 V/m物理选修3-1配粤教版 题后反思用本节的公式解题一定要注意适用条件，还要注意必须使用国际单位，通过此题可以看出场强方向是电势降落最快的方向，通过相同的距离电势降落最大的方向，这个结论对非匀强电场也成立物理选修3-1配粤教版1(多选)(2016南昌校级期末)某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律图象关于O点对称，如图所示已知x轴上A、B两点中A到O点的距离更近在

7、O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则下述正确的是(AA、B两点的电场强度大小EAEB BA、B两点的电场强度方向相反C电子运动的加速度逐渐减小D电子将在x0x0之间做往复运动【答案】AC)物理选修3-1配粤教版【解析】由 EU知，图象的斜率表示电场强度，所以 A可dB 两点的电场强度大小 EAEB，且电场强度方向相同指向负方向，A 正确，B 错；从 O 点向外场强减小，电子的电场力沿正方向减小，加速度减小，电子一直向正方向运动，C错误正确，D物理选修3-1配粤教版对电场线与等势面关系的进一步理解1等势面与电场线一定垂直假设电场线与等势面不垂直，将场强分解为与等势面平行 和垂直的两个分

8、量，沿等势面方向场强的分量一定不为零，那 么在同一等势面上的两点间移动电荷时，电场力一定做功，则 该两点存在电势差，就不是同一等势面因而假设错误，故等势面与电场线一定垂直物理选修3-1配粤教版2电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面沿着电场线移动正电荷，若从 A移到 B，电场力做正功，则 UWAB0，即 ，显然，沿着电场线方向电WABABABq势降低，并且降低得最快3等差等势面的疏密可以反映电场的强弱(1)等势面越密，场强越强；等势面越疏，场强越弱U(2)根据公式 E d ，可定性说明，等差等势面间距离越小，其场强越强，即等势面的疏密反映电场强弱4电场线和等势面虽然只能定性地描述电场，但都可

9、以反 映电场的强弱分布及电场的方向物理选修3-1配粤教版【特别提醒】 (1)只有相邻等势面间电势差相等时，才能通过等势面的疏密反映电场的强弱(2)匀强电场中任选等距离的两点，当两点在同一条电场线上时，两点间电势差最大物理选修3-1配粤教版5等分法计算匀强电场中的电势或电场强度(1)在匀强电场中，沿着任意方向上，相等距离的电势差都 相等如果把某两点间的距离等分为 n 段，则每段两端点的电势差等于原电势差的1.像这样采用这种等分间距求电势问题的n方法，叫作等分法物理选修3-1配粤教版(2)在已知电场中几点的电势时，如果要求另外某点的电势，一般采用“等分法”在电场中找出与待求点电势相同的等 势点(4

10、) 在匀强电场中，相互平行、相等长度的线段两端电势 差相等，用这一点可求解电势或电势差(5) 等分法也常用在画电场线或计算电场强度的问题中物理选修3-1配粤教版例2图中A 、B 、C 三点都在匀强电场中， 已知ACBC ， ABC 60 ， BC 20cm. 把一个电荷量q 1.0105C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1.73103J，则该匀强电场的电场强度大小和方向是()A865 V/m，垂直AC向左B865 V/m，垂直AC向右C1 000 V/m，垂直AB斜向上D1 000 V/m，垂直AB斜向下物理选修3-1配粤教版解析：把电荷 q 从 A 移到 B 电场

11、力不做功，说明 A、B 两点在同一等势面上因该电场为匀强电场，等势面应为平面故图中直线AB 即为等势线，电场强度方向应垂直于等势面，可见，选项 A、B 不正确1.73103WBCUV173V，B 点电势比 C 点1.0105BCq低 173V，因电场线沿电势降低的方向，所以电场强度方向必U U 173垂直于 AB 斜向下，电场强度大小 E d BC sin 60 30.2 2V/m1 000 V/m.选项 D 正确答案：D物理选修3-1配粤教版 题后反思本题考查电场线和等势面的关系，可先确定一个等势面， 然后根据电场线和等势面垂直确定电场线然后根据UEd解得E物理选修3-1配粤教版例3(201

12、6吉林扶余一中月考)如图所示，在一匀强电场区域中，有A、B、C、D四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上，已知A、B、C三点电势分别为A6V，B4V，C0，则D点电势D的大小为()A3 VC2 VB0D1 V解析：由于是平行四边形的四个顶点，那么连接BD、AC交于点O，那么有AC2OBD；所以D6042 V答案：C物理选修3-1配粤教版 题后反思本题的技巧是找等势点，利用好平行四边形的性质同时也可以由匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等，故ADBC物理选修3-1配粤教版2(2016湖北白水高中月考)如图所示A、B、C、D、E、F为匀场电场中正六边形的六个顶点，已知A、B、C电势

13、分别为1V、6V、8内，则D点电势为(A5 VC8 V【答案】AV，电场强度方向与正六边形在同一平面)B7 VD6 V物理选修3-1配粤教版【解析】在匀强电场中，沿着任意方向前进相同距离，电势的降落必定相等，由于从A到D方向平行与BC方向，且AD 间距等于BC间距的两倍故有DA2(CB)，代入数据解得D5 V，故A正确，B、C、D均错误物理选修3-1配粤教版3.(2016江西南昌校级月考)如图所示，A，B，C，D 是匀强电场中一正方形的四个顶点，匀强电场方向平行与该平面已知 A，B，C 三点的电势分别为 A15 V，B3 V，C3 V(1) 在图中画出电场线和等势面；(2) 求 D 点的电势 D物理选修3-1配粤教版【解析】(1)(2)匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化都相等，故连接 AC，将AC 三等分，标上三等分点 E、F，则根据匀强电场中沿电场线方向相