高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 第6節(jié) 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系課件 新人教版選修3-1

1、第第6 6節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系( (教師參考教師參考) )一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能知識(shí)與技能1.1.理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度都是描述電場(chǎng)的物理量理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度都是描述電場(chǎng)的物理量過(guò)程與方法過(guò)程與方法通過(guò)對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷靜電力做功的兩種方法的聯(lián)系通過(guò)對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷靜電力做功的兩種方法的聯(lián)系, ,推導(dǎo)推導(dǎo)出電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式出電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式情感態(tài)度與價(jià)值觀情感態(tài)度與價(jià)值觀從不同角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系從不同角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系, ,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探

2、究精神學(xué)的探究精神, ,體會(huì)自然科學(xué)探究中的邏輯美體會(huì)自然科學(xué)探究中的邏輯美二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)會(huì)推導(dǎo)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系并得出結(jié)論會(huì)推導(dǎo)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系并得出結(jié)論, ,在一定的在一定的條件下正確應(yīng)用結(jié)論條件下正確應(yīng)用結(jié)論三、重難點(diǎn)突破方略三、重難點(diǎn)突破方略公式公式U UABAB=Ed=Ed的推導(dǎo)的突破方略的推導(dǎo)的突破方略【情境設(shè)置情境設(shè)置】 如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E E中中, ,線段線段ABAB的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為d,d,與電場(chǎng)線平行與電場(chǎng)線平行, ,線段

3、線段BCBC垂直垂直于電場(chǎng)線于電場(chǎng)線. .【思考與討論思考與討論1 1】 ( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)1)1)正電荷正電荷q q從從A A點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)到點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)到B B點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力靜電力做的功做的功W W與與A,BA,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差兩點(diǎn)的電勢(shì)差U UABAB有怎樣的關(guān)系式有怎樣的關(guān)系式? ?答案答案: :W=qUW=qUABAB. .( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)2)2)從功的定義式從功的定義式W=FlW=Fl的角度的角度, ,結(jié)合結(jié)合F=qE,F=qE,靜電力做的功靜電力做的功W W與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E、距離、距離d d之間有怎樣的關(guān)系式之間有怎樣的關(guān)系式? ?答案答案: :W=qEd.W=qEd.

4、( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)3)3)綜合以上兩個(gè)問(wèn)題綜合以上兩個(gè)問(wèn)題, ,可以得出電勢(shì)差可以得出電勢(shì)差U UABAB與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E之間有怎樣之間有怎樣的關(guān)系式的關(guān)系式? ?【思考與討論思考與討論2 2】 ( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)1)1) A,C A,C兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于U UABAB嗎嗎? ?正電荷正電荷q q從從A A點(diǎn)點(diǎn)沿直線移動(dòng)到沿直線移動(dòng)到C C點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做的功靜電力做的功W W與與A,CA,C兩點(diǎn)的電勢(shì)差有怎樣的關(guān)系式兩點(diǎn)的電勢(shì)差有怎樣的關(guān)系式? ?答案答案: :等于等于.W=qU.W=qUABAB. .( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)2)2) A,C A,C兩點(diǎn)距離兩點(diǎn)距離l lACAC與夾

5、角與夾角、距離、距離d d之間有怎樣的關(guān)系式之間有怎樣的關(guān)系式? ?從功的從功的定義式定義式W=FlW=Fl的角度的角度, ,靜電力做的功靜電力做的功W W與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E、距離、距離d d之間有怎樣的關(guān)之間有怎樣的關(guān)系式系式? ?答案答案: :d=ld=lACACcos ;W=qEd.cos ;W=qEd.( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)3)3)若正電荷若正電荷q q從從A A點(diǎn)沿曲線移動(dòng)到點(diǎn)沿曲線移動(dòng)到C C點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做的功靜電力做的功W W與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E、距離距離d d之間有怎樣的關(guān)系式之間有怎樣的關(guān)系式? ?答案答案: :W=qEd.W=qEd.( (設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)4)4)綜合以上

6、問(wèn)題綜合以上問(wèn)題, ,可以得出電勢(shì)差可以得出電勢(shì)差U UABAB與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E之間有怎樣的關(guān)之間有怎樣的關(guān)系式系式? ?【教師總結(jié)教師總結(jié)】 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電場(chǎng)線方向的距離的乘積. .自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)課堂探究課堂探究達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)感悟新知感悟新知( (教師參考教師參考) )情境鏈接一情境鏈接一跨步電壓跨步電壓電氣設(shè)備漏電或架空線路的一根帶電導(dǎo)線掉落在地上時(shí)電氣設(shè)備漏電或架空線路的一根帶電導(dǎo)線掉落在地上時(shí), ,電流從接地的電流從接地的位置向四周發(fā)

7、散流出位置向四周發(fā)散流出, ,從而在地面上形成不同的電勢(shì)分布從而在地面上形成不同的電勢(shì)分布, ,人行走時(shí)兩人行走時(shí)兩腳之間的電勢(shì)差叫跨步電壓腳之間的電勢(shì)差叫跨步電壓. .當(dāng)跨步電壓達(dá)到當(dāng)跨步電壓達(dá)到404050 V50 V時(shí)時(shí), ,人有觸電危人有觸電危險(xiǎn)險(xiǎn), ,甚至?xí)谷税l(fā)生觸電死亡甚至?xí)谷税l(fā)生觸電死亡. .離帶電導(dǎo)線的落地點(diǎn)越遠(yuǎn)離帶電導(dǎo)線的落地點(diǎn)越遠(yuǎn), ,地面電勢(shì)、電地面電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度如何變化場(chǎng)強(qiáng)度如何變化? ?信息信息離帶電導(dǎo)線的落地點(diǎn)越遠(yuǎn)離帶電導(dǎo)線的落地點(diǎn)越遠(yuǎn), ,地面電勢(shì)越低地面電勢(shì)越低, ,電場(chǎng)強(qiáng)度減小電場(chǎng)強(qiáng)度減小. .情境鏈接二情境鏈接二如圖是地理中的等高線圖如圖是地理中的等高線

8、圖, ,圖中數(shù)字單位是米圖中數(shù)字單位是米. .小山坡的右邊小山坡的右邊b b比左邊比左邊a a的的地勢(shì)更陡地勢(shì)更陡, ,如果把一個(gè)球從山坡左右兩邊滾下如果把一個(gè)球從山坡左右兩邊滾下( (不考慮摩擦不考慮摩擦),),從右邊從右邊b b滾滾下的加速度更大下的加速度更大. .與此類(lèi)似與此類(lèi)似, ,若把該圓看成是描述電勢(shì)高低的等勢(shì)線若把該圓看成是描述電勢(shì)高低的等勢(shì)線, ,思考思考:a:a和和b b哪一邊電哪一邊電勢(shì)降落的快勢(shì)降落的快? ?哪一邊的電場(chǎng)強(qiáng)度大哪一邊的電場(chǎng)強(qiáng)度大? ?信息信息右邊右邊b b的電勢(shì)降落的快的電勢(shì)降落的快; ;類(lèi)似于等高線中小球從類(lèi)似于等高線中小球從b b側(cè)滾下時(shí)加速度大側(cè)滾下

9、時(shí)加速度大, ,可知等可知等勢(shì)線的勢(shì)線的b b側(cè)電場(chǎng)較強(qiáng)側(cè)電場(chǎng)較強(qiáng), ,電場(chǎng)強(qiáng)度大電場(chǎng)強(qiáng)度大. .教材梳理教材梳理一、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系一、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系(1)(1)閱讀教材第閱讀教材第2222頁(yè)部分頁(yè)部分, ,大致說(shuō)出公式大致說(shuō)出公式U UABAB=Ed=Ed的推導(dǎo)過(guò)程的推導(dǎo)過(guò)程. .(2)(2)思考教材第思考教材第2323頁(yè)圖頁(yè)圖1.6-2,1.6-2,能識(shí)別公式中能識(shí)別公式中d d的含義的含義. .1.1.關(guān)系式關(guān)系式:U:UABAB= = . .2.2.物理意義物理意義: :勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于 與這兩點(diǎn)與這兩點(diǎn) . . 的乘積的乘積.

10、.3.3.適用條件適用條件: :勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng),d,d是沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間的距離是沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間的距離. .想一想想一想 教材第教材第2323頁(yè)的頁(yè)的“思考與討論思考與討論”中中, ,圖圖1.6-21.6-2的情況的情況, ,會(huì)得出怎樣的結(jié)會(huì)得出怎樣的結(jié)論論? ?答案答案: :由計(jì)算功的公式可得由計(jì)算功的公式可得W=qElcos ,W=qElcos ,為為ABAB與電場(chǎng)線方向之間的夾角與電場(chǎng)線方向之間的夾角, ,由由圖中幾何關(guān)系可知圖中幾何關(guān)系可知d=lcos ,d=lcos ,所以所以W=qEd.W=qEd.再結(jié)合再結(jié)合W=qUW=qUABAB, ,依然得到依然得到U UABAB=Ed.=

11、Ed.EdEd電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度沿電場(chǎng)沿電場(chǎng)方向的距離方向的距離2.2.物理意義物理意義: :在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的 與兩點(diǎn)與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值. .也就是說(shuō)也就是說(shuō), ,電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向 上降低的電勢(shì)上降低的電勢(shì). .3.3.場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位: :伏特每米伏特每米, ,符號(hào)符號(hào) ,1 N/C=1 V/m.,1 N/C=1 V/m.電勢(shì)差電勢(shì)差每單位距離每單位距離V/mV/m議一議議一議 教材第教材第2323頁(yè)頁(yè)“思考與討論思考與討論”中中,

12、,為什么單位伏為什么單位伏 特特 每米每米(V/m)(V/m)與牛與牛 頓頓 每庫(kù)每庫(kù) 侖侖(N/C)(N/C)相同相同? ?自主檢測(cè)自主檢測(cè)答案答案: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)1.1.思考判斷思考判斷(1)(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與兩點(diǎn)間距離的乘積勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與兩點(diǎn)間距離的乘積.(.() )(2)(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,沿一條直線沿一條直線, ,距離相等則電勢(shì)差就相等距離相等則電勢(shì)差就相等.(.() )(3)(3)電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于每單位距離上降低的電勢(shì)電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于每單位距離上降低的電勢(shì).(.() )(

13、4)(4)電勢(shì)降低的方向不一定就是場(chǎng)強(qiáng)的方向電勢(shì)降低的方向不一定就是場(chǎng)強(qiáng)的方向.(.() )D D解析解析: :公式公式U UABAB=Ed,=Ed,僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng), ,所以選項(xiàng)所以選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;公式中的公式中的d d是是指指a,ba,b兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離, ,即即a,ba,b兩等勢(shì)面之間的垂直距離兩等勢(shì)面之間的垂直距離. .所所以選項(xiàng)以選項(xiàng)B,CB,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤,D,D正確正確. .2.2.對(duì)公式對(duì)公式U UABAB=Ed=Ed的理解的理解, ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( ( ) )A.A.此公式適用于計(jì)算任何電場(chǎng)中此公式適用于計(jì)算

14、任何電場(chǎng)中a,ba,b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差兩點(diǎn)間的電勢(shì)差B.aB.a點(diǎn)和點(diǎn)和b b點(diǎn)間距離越大點(diǎn)間距離越大, ,則這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大則這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大C.C.公式中的公式中的d d是指是指a a點(diǎn)和點(diǎn)和b b點(diǎn)之間的距離點(diǎn)之間的距離D.D.公式中的公式中的d d是是a,ba,b兩個(gè)等勢(shì)面間的垂直距離兩個(gè)等勢(shì)面間的垂直距離C C3.3.如圖所示如圖所示, ,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中取一點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中取一點(diǎn)O,O,過(guò)過(guò)O O點(diǎn)作射線點(diǎn)作射線OA=OB=OC=OD=10 cm,OA=OB=OC=OD=10 cm,已知已知O,A,B,CO,A,B,C和和D D各點(diǎn)電勢(shì)分別為各點(diǎn)電勢(shì)分別為0,7 V,8 V,7 V,5

15、 V,0,7 V,8 V,7 V,5 V,則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向最接近于的大小和方向最接近于( ( ) )A.70 V/m,A.70 V/m,沿沿AOAO方向方向B.70 V/m,B.70 V/m,沿沿COCO方向方向C.80 V/m,C.80 V/m,沿沿BOBO方向方向D.80 V/m,D.80 V/m,沿沿COCO方向方向4.4.如圖如圖, ,兩平行金屬板間電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)兩平行金屬板間電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng), ,場(chǎng)強(qiáng)大小為場(chǎng)強(qiáng)大小為1.01.010104 4V/m,A,BV/m,A,B兩板間兩板間相距相距1 cm,C1 cm,C點(diǎn)與點(diǎn)與A A相距相距0.4 cm,0.4 cm,

16、若若B B接地接地, ,則則A,BA,B間電勢(shì)差間電勢(shì)差U UABAB= =V,V,將帶電荷將帶電荷量為量為-1.0-1.01010-12-12C C 的點(diǎn)電荷置于的點(diǎn)電荷置于C C點(diǎn)點(diǎn), ,其電勢(shì)能為其電勢(shì)能為J.J.答案答案: :100100-6-61010-11-11課堂探究課堂探究 核心導(dǎo)學(xué)核心導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究要點(diǎn)一要點(diǎn)一【問(wèn)題導(dǎo)引問(wèn)題導(dǎo)引】在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,A,B,A,B兩點(diǎn)位于同一條電場(chǎng)線上兩點(diǎn)位于同一條電場(chǎng)線上,A,B,A,B間距離為間距離為d,B,Cd,B,C連連線垂直電場(chǎng)線線垂直電場(chǎng)線. .(1)(1)若已知若已知A,BA,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為兩

17、點(diǎn)間的電勢(shì)差為U UABAB, ,電荷電荷q q從從A A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到C C點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做功多少靜電力做功多少? ?(2)(2)若已知電場(chǎng)強(qiáng)度為若已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E,E,電荷電荷q q從從A A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到C C點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做功多少靜電力做功多少? ?(3)(3)由由(1),(2)(1),(2)問(wèn)你能得出電勢(shì)差問(wèn)你能得出電勢(shì)差U UACAC與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E有何關(guān)系有何關(guān)系? ?答案答案: : (1) (1)靜電力做功靜電力做功W WACAC=qU=qUACAC=qU=qUABAB. .(2)(2)靜電力做功靜電力做功W WACAC=qELcos =qEd.=qELcos

18、 =qEd.(3)(3)電勢(shì)差電勢(shì)差U UACAC與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E E的關(guān)系的關(guān)系U UACAC=Ed.=Ed.C C 思路探究思路探究 (1)(1)公式公式U UABAB=Ed=Ed中中d d指什么距離指什么距離? ?答案答案:d:d指指A,BA,B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離, ,也可理解為電場(chǎng)中過(guò)也可理解為電場(chǎng)中過(guò)A,BA,B兩兩點(diǎn)等勢(shì)面之間的垂直距離點(diǎn)等勢(shì)面之間的垂直距離. .(2)(2)電場(chǎng)線方向與電勢(shì)高低的關(guān)系怎樣電場(chǎng)線方向與電勢(shì)高低的關(guān)系怎樣?U?UBABA與與U UABAB的關(guān)系怎樣的關(guān)系怎樣? ?答案答案: :沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低.U

19、.UBABA=-U=-UABAB. .解析解析: :A,BA,B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離d=Lcos 60d=Lcos 60,B,A,B,A兩點(diǎn)間的電勢(shì)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差差U UBABA=-U=-UABAB=-Ed=-5 V,=-Ed=-5 V,故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C正確正確. .規(guī)律方法規(guī)律方法 (1)(1)在兩等勢(shì)面間在兩等勢(shì)面間, ,沿過(guò)等勢(shì)面的垂線電勢(shì)變化最快沿過(guò)等勢(shì)面的垂線電勢(shì)變化最快, ,而過(guò)等勢(shì)面的垂線為而過(guò)等勢(shì)面的垂線為電場(chǎng)線電場(chǎng)線, ,即電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降落最快的方向即電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降落最快的方向. .( (教師備用教師備用) )變式變式: :例例1 1

20、中若已知中若已知U UABAB=100 V,=100 V,在電場(chǎng)中有一質(zhì)量在電場(chǎng)中有一質(zhì)量m=1.0m=1.01010-5-5 kg kg的帶有的帶有q=+2.0q=+2.01010-8-8 C C的微粒的微粒( (不計(jì)重力不計(jì)重力),),求微粒的加速度求微粒的加速度. .答案答案: : 4.0 m/s 4.0 m/s2 2方向沿場(chǎng)強(qiáng)方向方向沿場(chǎng)強(qiáng)方向例例1-11-1: :如圖所示為一勻強(qiáng)電場(chǎng)的三個(gè)等勢(shì)面如圖所示為一勻強(qiáng)電場(chǎng)的三個(gè)等勢(shì)面A,B,C,A,B,C,相鄰兩等勢(shì)面之間距相鄰兩等勢(shì)面之間距離為離為10 cm,10 cm,此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為3 310103 3 V/m, V/m,

21、若若B B的電勢(shì)為零的電勢(shì)為零, ,求求A,CA,C的電勢(shì)的電勢(shì). .答案答案: :300 V300 V-300 V(-300 V(或或-300 V-300 V300 V)300 V)答案答案: :5 510102 2V/mV/m要點(diǎn)二要點(diǎn)二等分法在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的應(yīng)用等分法在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的應(yīng)用【問(wèn)題導(dǎo)引問(wèn)題導(dǎo)引】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,沿任意方向畫(huà)一條直線沿任意方向畫(huà)一條直線, ,直線上相等距離的電勢(shì)差有怎樣直線上相等距離的電勢(shì)差有怎樣的關(guān)系的關(guān)系? ?答案答案: :相等相等, ,由公式由公式U UABAB=Ed=Ed可知可知, ,若直線上若直線上A,BA,B兩點(diǎn)間距離為兩點(diǎn)間距離為L(zhǎng) LA

22、BAB, ,直線與場(chǎng)直線與場(chǎng)強(qiáng)方向夾角為強(qiáng)方向夾角為,則則U UABAB=EL=ELABABcos ,cos ,那么只要那么只要L LABAB相等相等, ,則電勢(shì)差相等則電勢(shì)差相等. .【要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納】1.1.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,沿任意一條直線電勢(shì)降落都是均勻的沿任意一條直線電勢(shì)降落都是均勻的. .2.2.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢(shì)差相等相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢(shì)差相等. .答案答案: : (1)-4 V (1)-4 V12 V 12 V 【例例2 2】 把一個(gè)帶電荷量把一個(gè)帶電荷量2 21010-8 -8 C C的正點(diǎn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到

23、電場(chǎng)中的正點(diǎn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中A A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí), ,要克服靜電力做功要克服靜電力做功8 81010-6-6 J, J,若把該電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中若把該電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中B B點(diǎn)點(diǎn), ,需克需克服靜電力做功服靜電力做功2 21010-6-6J,J,取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零. .求求: :(1)A(1)A點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì); ;(2)A,B(2)A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差兩點(diǎn)的電勢(shì)差; ;(3)(3)把把2 21010-5-5C C的負(fù)電荷由的負(fù)電荷由A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)靜電力做的功點(diǎn)靜電力做的功. .思路探究思路探究 (1) (1)電荷在電勢(shì)為零的位置的電勢(shì)能是多少電荷在電

24、勢(shì)為零的位置的電勢(shì)能是多少? ?知道從電知道從電勢(shì)為零的位置移到某位置過(guò)程靜電力的功勢(shì)為零的位置移到某位置過(guò)程靜電力的功, ,如何確定該位置的電勢(shì)能如何確定該位置的電勢(shì)能? ?答案答案: :電荷在電勢(shì)為零的位置的電勢(shì)能為零電荷在電勢(shì)為零的位置的電勢(shì)能為零. .由靜電力做功的負(fù)值的由靜電力做功的負(fù)值的多少多少, ,就可確定電勢(shì)能增加的多少就可確定電勢(shì)能增加的多少, ,從而確定電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能從而確定電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能. .(2)(2)應(yīng)用應(yīng)用W WABAB=qU=qUABAB求解時(shí)求解時(shí), ,各量出現(xiàn)的正、負(fù)值如何處理各量出現(xiàn)的正、負(fù)值如何處理? ?答案答案: :把各量的正、負(fù)值代入到公式中運(yùn)

25、算把各量的正、負(fù)值代入到公式中運(yùn)算, ,但結(jié)果中一般需明確負(fù)但結(jié)果中一般需明確負(fù)號(hào)的意義號(hào)的意義. .(2)(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向. .答案答案: :(2)200 V/m(2)200 V/m方向由方向由C C指向指向B B規(guī)律方法規(guī)律方法 等分法分析勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的步驟等分法分析勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的步驟(1)(1)確定所給點(diǎn)中電勢(shì)最高和最低點(diǎn)確定所給點(diǎn)中電勢(shì)最高和最低點(diǎn), ,用直線將兩點(diǎn)連接用直線將兩點(diǎn)連接; ;(2)(2)根據(jù)第三點(diǎn)的電勢(shì)值根據(jù)第三點(diǎn)的電勢(shì)值, ,將將(1)(1)中的直線平分為等距離的中的直線平分為等距離的n n段段; ;(3)(3)找

26、到直線上與第三點(diǎn)電勢(shì)相同的第四點(diǎn)找到直線上與第三點(diǎn)電勢(shì)相同的第四點(diǎn), ,連接第三、第四點(diǎn)所得直線為等連接第三、第四點(diǎn)所得直線為等勢(shì)線勢(shì)線; ;B B D D例例2-22-2: :圖中圖中A,B,CA,B,C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,已知已知ACBC,ABC=60ACBC,ABC=60,BC=20 cm.,BC=20 cm.把一個(gè)電荷量把一個(gè)電荷量q=10q=10-5-5C C的正電荷從的正電荷從A A移到移到B,B,靜電力做功為零靜電力做功為零; ;從從B B移到移到C,C,靜電靜電力做功為力做功為-1.73-1.731010-3-3J,J,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是則該勻

27、強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是( ( ) )A.865 V/m,A.865 V/m,垂直垂直ACAC向左向左B.865 V/m,B.865 V/m,垂直垂直ACAC向右向右C.1 000 V/m,C.1 000 V/m,垂直垂直ABAB斜向上斜向上D.1 000 V/m,D.1 000 V/m,垂直垂直ABAB斜向下斜向下答案答案: :9 V9 V要點(diǎn)三要點(diǎn)三勻強(qiáng)電場(chǎng)中的綜合問(wèn)題勻強(qiáng)電場(chǎng)中的綜合問(wèn)題【問(wèn)題導(dǎo)引問(wèn)題導(dǎo)引】只有靜電力做功時(shí)只有靜電力做功時(shí), ,帶電體在運(yùn)動(dòng)中有哪些能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化帶電體在運(yùn)動(dòng)中有哪些能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化? ?其總量如何變化其總量如何變化? ?答案答案: :只有靜電力做功時(shí)只有靜電力做

28、功時(shí), ,帶電體的電勢(shì)能與動(dòng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化帶電體的電勢(shì)能與動(dòng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化. .電勢(shì)能與動(dòng)能的電勢(shì)能與動(dòng)能的總量保持不變總量保持不變. .(4)(4)在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷, ,靜電力做功靜電力做功W WABAB=qU=qUABAB, ,知道了知道了W WABAB和和q q便可推知電場(chǎng)中一便可推知電場(chǎng)中一些點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系些點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系. .【例例3 3】 如圖所示如圖所示, ,兩個(gè)大平行金屬板兩個(gè)大平行金屬板M,NM,N間距離間距離d=1.2 cm,d=1.2 cm,兩板間電勢(shì)差兩板間電勢(shì)差U=U=240 V,M240 V,M板接地板接地, ,板間板間A A點(diǎn)距點(diǎn)距M M板板0.2 cm,B0

29、.2 cm,B點(diǎn)距點(diǎn)距N N板板0.5 cm.0.5 cm.一個(gè)一個(gè)q=-3q=-31010-4-4C C的電的電荷放在荷放在A A點(diǎn)處點(diǎn)處, ,試求試求: :(1)(1)該電荷在該電荷在A A點(diǎn)所受的靜電力點(diǎn)所受的靜電力; ;(2)(2)該電荷在該電荷在A A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能和點(diǎn)所具有的電勢(shì)能和A A點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì); ;(3)(3)若該電荷由若該電荷由A A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做多少功靜電力做多少功, ,是正功還是負(fù)功是正功還是負(fù)功? ?思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖答案答案: :(1)6 N,(1)6 N,方向豎直向下方向豎直向下(2)1.2(2)1.21010-2-2J J-40

30、V-40 V(3)3(3)31010-2-2J J負(fù)功負(fù)功(3)(3)電荷從電荷從A A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做的功為靜電力做的功為W WABAB=qEd=qEdABAB, ,又因又因d dABAB=d-d=d-dBNBN-d-dAMAM=0.5 cm,=0.5 cm,解得解得W WABAB=-3=-31010-2-2J,J,即靜電力做負(fù)功即靜電力做負(fù)功. .規(guī)律方法規(guī)律方法 靜電場(chǎng)中的常用功能規(guī)律靜電場(chǎng)中的常用功能規(guī)律(1)(1)合力做功等于物體動(dòng)能的變化量合力做功等于物體動(dòng)能的變化量, ,即即W W合合=E=Ek k. .這里的這里的W W合合指合外力做的功指合外力做的功.

31、 .(2)(2)靜電力做功決定物體電勢(shì)能的變化量靜電力做功決定物體電勢(shì)能的變化量, ,即即W WABAB=E=EpApA-E-EpBpB=-E=-Ep p. .這與重力做功這與重力做功和重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系類(lèi)似和重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系類(lèi)似. .( (教師備用教師備用) )變式變式: :例例3 3中若將中若將N N板接地板接地, ,求電荷求電荷q q在在A A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能和點(diǎn)所具有的電勢(shì)能和A A點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì). .答案答案: :-6.0-6.01010-2-2 J J200 V200 V針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練3:3:一長(zhǎng)為一長(zhǎng)為L(zhǎng) L的細(xì)線的細(xì)線, ,上端固定上端固定, ,下端拴一質(zhì)量為下端

32、拴一質(zhì)量為m m、帶電荷量為、帶電荷量為q q的小的小球球, ,處于如圖所示的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中處于如圖所示的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中. .開(kāi)始時(shí)開(kāi)始時(shí), ,將線與小球拉成水平將線與小球拉成水平, ,小球靜止在小球靜止在A A點(diǎn)點(diǎn), ,釋放后小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng)釋放后小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng), ,當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò)當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò)6060角到達(dá)角到達(dá)B B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零點(diǎn)時(shí)速度恰好為零. .試求試求: :(1)A,B(1)A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差兩點(diǎn)的電勢(shì)差U UABAB; ;(2)(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小. .達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng) 隨堂演練隨堂演練檢測(cè)效果檢測(cè)效果D D1.(20161.(2016

33、棗莊三中學(xué)情調(diào)查棗莊三中學(xué)情調(diào)查) )下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( ( ) )A.A.沿電場(chǎng)線的方向沿電場(chǎng)線的方向, ,電勢(shì)降低電勢(shì)降低; ;電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)的方向電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)的方向B.B.在電場(chǎng)中將電荷從在電場(chǎng)中將電荷從a a點(diǎn)移到點(diǎn)移到b b點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做功為零靜電力做功為零, ,則該電荷一定是在等勢(shì)則該電荷一定是在等勢(shì)面上移動(dòng)面上移動(dòng)C.C.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)間的距離的乘積勻強(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)間的距離的乘積D.D.無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷, ,從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí), ,靜電力做的正靜電力做的正功越多功越多, ,電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大解析解析: :沿電場(chǎng)線的方向沿電場(chǎng)線的方向, ,電勢(shì)降低電勢(shì)降低; ;電勢(shì)降低最快的方向就是電場(chǎng)的方電勢(shì)降低最快的方向就是電場(chǎng)的方向向, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;在電場(chǎng)中將電荷從在電場(chǎng)中將電荷從a a點(diǎn)移到點(diǎn)移到b b點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做功為零靜電力做功為零, ,則兩則兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于零點(diǎn)的電勢(shì)差等于零, ,但是該電荷不一定是在等勢(shì)面上移動(dòng)但是該電荷不一定是在等勢(shì)面上移動(dòng), ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)