《高中物理課件第1章 第5節(jié)《電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系》（粵教版選修3-1）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理課件第1章 第5節(jié)《電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系》（粵教版選修3-1）（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第五節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系 1 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的區(qū)別 1 物理意義不同 電場(chǎng)強(qiáng)度E描述電場(chǎng) 的特征 電勢(shì)差U描述電場(chǎng) 的特征 2 E是 量 U是 量 3 表達(dá)式不同 E U 4 單位不同 E為 U為 力 能 矢 標(biāo) Ed V m V 2 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系 1 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中E 說(shuō)明 U表示A B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 d表示A B兩點(diǎn) 方向的距離 或兩點(diǎn) 間的距離 此式只適用于 電場(chǎng) 2 電場(chǎng)中 電勢(shì)降落最快的方向?yàn)?3 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于 每單位 距離上的電勢(shì)差 沿場(chǎng)強(qiáng) 在場(chǎng)強(qiáng)方向上的投影 勻強(qiáng) 電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 沿電場(chǎng)方向 知識(shí)點(diǎn)1電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系 1 若沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷 如圖1 5 1表示某一勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面和電場(chǎng)線 沿場(chǎng)強(qiáng)方向把正電荷q由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn) 設(shè)A B兩點(diǎn)間的距離為d 電勢(shì)差為U 場(chǎng)強(qiáng)為E 則電場(chǎng)力所做的功 圖1 5 1 3 U Ed和E 的適用條件是 從力的角度 W 從能的角度 W 由 兩式得 U 或E d為 結(jié)論 1 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等 于 2 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于 U d 4 單位關(guān)系 1V m 1N C Fs qEd Uq Ed 沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離 電場(chǎng)強(qiáng)度和兩點(diǎn)間距離的乘積 沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位 距離上降低的電勢(shì) 勻強(qiáng)電場(chǎng) 2 若不是沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷 如圖1 5 2 在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中 有相距為L(zhǎng)的A B兩點(diǎn) 兩點(diǎn)連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成 角 則A B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U EL 對(duì)不對(duì) 圖1 5 2 答案 把正電荷從B 點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中 與電場(chǎng)力方向垂直 故在此方向上電場(chǎng)力不做功 因此把正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功相當(dāng)于把正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B 點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功 從力的角度 W Fs qELcos qEd從能的角度 W qUAB 故A B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為UAB ELcos Ed 與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離的比值 即E 1 電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系的三種說(shuō)法 1 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn) 沿電場(chǎng)線方向的距離的乘積 即U Ed 2 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于某兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 U d 3 電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低 的電勢(shì) 2 對(duì)公式U Ed的理解 1 公式U Ed中d必須是沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離 如果電場(chǎng)中兩點(diǎn)不沿場(chǎng)強(qiáng)方向 d的取值應(yīng)為在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影 即為電場(chǎng)中該兩點(diǎn)所在的等勢(shì)面的垂直距離 2 由U Ed推出的三個(gè)結(jié)論 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 與電場(chǎng)方向不垂直的任意一條直線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小之比等于直線上相應(yīng)間距之比 結(jié)合圖1 5 3 此結(jié)論可用公式表達(dá)如下 UABUCD ABCD 圖1 5 3 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 在與電場(chǎng)方向不垂直的任意兩條平行直線上分別取間距相等的兩點(diǎn)A B和C D 則有UAB UCD 如圖1 5 4所示 如圖1 5 5所示 若ABcos CDcos 即AB和CD在勻強(qiáng)電場(chǎng)方向的投影長(zhǎng)度相等 則UAB UCD 圖1 5 4 圖1 5 5 例1 平行的帶電金屬板A B間是勻強(qiáng)電場(chǎng) 如圖1 5 6所示 兩板間距離是5cm 兩板間的電壓是60V 圖1 5 6 1 兩板間的場(chǎng)強(qiáng)是多大 2 電場(chǎng)中有P1和P2兩點(diǎn) P1點(diǎn)離A板0 5cm P2點(diǎn)離B 板也是0 5cm P1和P2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差多大 3 若B板接地 p1和p2兩點(diǎn)的電勢(shì)各是多少伏 Ud E 5 10 解 1 兩板間是勻強(qiáng)電場(chǎng) 由U Ed可得兩板間的場(chǎng)強(qiáng)為 60V 2 m 1 2 103V m 2 P1P2兩點(diǎn)間沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離d 4cm 所以UP1P2 Ed 1 2 103 4 10 2V 48V 3 B板接地 即選B板電勢(shì)為零 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)就等于這點(diǎn)與B板的電勢(shì)差 即 P1 Ed1 1 2 103 4 5 10 2V 54V P2 Ed2 1 2 103 0 5 10 2V 6V 思維總結(jié) 應(yīng)用U Ed求兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 一定要正確理解d是兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)線方向的距離 而求某點(diǎn)的電勢(shì) 我們是通過(guò)求這點(diǎn)與電勢(shì)零點(diǎn)的電勢(shì)差實(shí)現(xiàn)的 由U Ed計(jì)算其數(shù)值 電勢(shì)的正負(fù)由該點(diǎn)與電勢(shì)零點(diǎn)的電勢(shì)高低比較而定 例2 雙選 如圖1 5 7所示 實(shí)線為電場(chǎng)線 虛線為等勢(shì)線 且AB BC 電場(chǎng)中的A B C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA EB EC 電勢(shì)分別為 A B C AB BC間的電勢(shì)差分別為 UAB UBC 則下列關(guān)系中正確的有 圖1 5 7 A A B CC UAB UBC B EC EB EAD UAB UBC 思路點(diǎn)撥 公式U Ed在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中可用于定性分析 解析 由題圖中電場(chǎng)線的分布規(guī)律可知 電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng) C附近稠密 A附近稀疏 C附近的場(chǎng)強(qiáng)大于A附近的場(chǎng)強(qiáng) 選項(xiàng)B正確 由公式U Ed知 UBC UAB 選項(xiàng)CD錯(cuò) 由電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向可得 選項(xiàng)A正確 答案 AB 觸類旁通 1 如圖1 5 8所示 勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E 100V m A B兩點(diǎn)相距10cm A B連線與電場(chǎng)線夾角為60 則UBA的值 為 C 圖1 5 8 A 10V B 10V C 5V D 5V 2 如圖1 5 9所示 在一勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域中 有A B C D四點(diǎn)恰好位于一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)上 已知A B C三點(diǎn)電勢(shì)分別為 A 1V B 4V C 0 則D點(diǎn)電勢(shì) D的大 小為 B 0 C 2V A 3V圖1 5 9 D 1V圖1 5 10 解析 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 由于AD與BC平行且相等 故UAD UBC 即 A D B C 代入數(shù)據(jù)解得 D 3V A 3 圖1 5 10中的實(shí)線為電場(chǎng)線 虛線為等勢(shì)線 a b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為 a 50V b 20V 則a b連線的中 點(diǎn)c的電勢(shì) c應(yīng)為 B A c 35VB c 35VC c b 15V 35V 故B項(xiàng)正確 知識(shí)點(diǎn)2等勢(shì)面和電場(chǎng)線的關(guān)系 1 勻強(qiáng)電場(chǎng)中 等勢(shì)面和電場(chǎng)線關(guān)系如何 答案 電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直 電場(chǎng)線是等間距的一組直線 等勢(shì)面也是等間距的一簇平面 電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低最快的方向 2 非勻強(qiáng)電場(chǎng)中 等勢(shì)面和電場(chǎng)線關(guān)系如何 等差等勢(shì)面 之間的距離相等嗎 答案 電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直 電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向 等差等勢(shì)面之間距離不等 電場(chǎng)強(qiáng)度大 電場(chǎng)線密集 等勢(shì)面密集 電場(chǎng)強(qiáng)度小 電場(chǎng)線稀疏 等勢(shì)面稀疏 如點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面 結(jié)論 等差等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng) 等勢(shì)面疏處場(chǎng)強(qiáng) 較強(qiáng) 較弱 靜電力做了2 0 10 6 例3 如圖1 5 11所示是一組不知方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的 電場(chǎng)線 把1 0 10 6 C的負(fù)電荷從A點(diǎn)沿水平線移到B點(diǎn) J的功 A B兩點(diǎn)間的距離為2cm 問(wèn) 圖1 5 11 1 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多大 方向如何 2 A B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多大 觸類旁通 4 雙選 如圖1 5 12所示 平行直線AA BB CC DD EE 分別表示電勢(shì) 4V 2V 0 2V 4V的等勢(shì)線 若AB BC CD DE 2cm 且與直線MN成30 角 則 圖1 5 12 A 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于AA 且右斜下B 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)大小為2V m C 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) 距C點(diǎn)距離為2cm的所有點(diǎn)中 最高電勢(shì)為4V 最低電勢(shì)為 4V D 若一個(gè)正電荷從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn) 通過(guò)AB段損 失動(dòng)能為E 則通過(guò)CD段損失動(dòng)能也為E 的大小可以由E 得出 式中d表示沿電場(chǎng)線方向的距離 即 解析 由該電場(chǎng)的等勢(shì)面特征可以看出 該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng) 電場(chǎng)線方向垂直于等勢(shì)面且從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 故場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)榇怪庇贏A 且左斜上 A錯(cuò)誤 場(chǎng)強(qiáng) U d 兩等勢(shì)面之間的距離 根據(jù)幾何關(guān)系可知 相鄰兩個(gè)等勢(shì)面之間距離為1cm 電勢(shì)差為2V 故電場(chǎng)強(qiáng)度為200V m B錯(cuò)誤 以點(diǎn)C為圓心 2cm為半徑作圓 恰好與 4V和4V兩個(gè)等勢(shì)面相切 故C正確 正電荷從A向E運(yùn)動(dòng)電勢(shì)能增加 動(dòng)能減少 由于UAB UBC 根據(jù)動(dòng)能定理和W qU得 A到B和C到D過(guò)程電荷損失的動(dòng)能相等 故選C D 答案 CD 電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)公式的對(duì)比 例4 以下關(guān)于與電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)的幾個(gè)公式的說(shuō)法 其 中不正確的是 解析 在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中電場(chǎng)線是直線 但公式U Ed不成立 故B錯(cuò) 答案 B 觸類旁通 5 電場(chǎng)中有一點(diǎn)P 下列說(shuō)法正確的是 A 若放在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電荷量減半 則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)減半B 若該電場(chǎng)是由某點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生 當(dāng)Q電荷量減半 放到P點(diǎn)的電荷的電荷量增加一半時(shí) P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不變C 若P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)增大一倍 放到P點(diǎn)的電荷的電荷量減半 則該電荷在P點(diǎn)受到的靜電力不變D P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向 C 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全