全優(yōu)課堂物理配粵教版選修3-1課件2019-8-28修訂第1章 第5節(jié)

1、物理選修3-1配粵教版第五節(jié)電場強度與電勢差的關(guān)系物理選修3-1配粵教版1如圖甲所示，在點電荷Q形成的電場中有A、B、C三A點，若Q為正電荷，將正電荷放在點時電勢能最大，A點時電勢能最小若Q為負電荷，將正將負電荷放在AA電荷放在點時電勢能最小，將負電荷放在點時電勢能最大物理選修3-1配粵教版 甲 乙物理選修3-1配粵教版2(多選)如圖乙所示，MN是一正點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線一個帶負電的粒子(不計重力)從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示下列結(jié)論正確的是(A. 點電荷一定位于M點的左側(cè)B. 帶電粒子從a到b的過程中動能逐漸減小 C帶電粒子在a點的加速度小于在b點的加速度)D帶電粒子

2、在a點時的電勢能大于在b點時的電勢能【答案】CD物理選修3-1配粵教版一、探究場強與電勢差的關(guān)系如圖所示，在勻強電場中，電荷q從A點移動到B點WABqUAB 1靜電力做功WAB與UAB的關(guān)系為2由FqE，WABFd qEdUABEd3對比兩種計算結(jié)果，得4公式UABEd的適用條件是：E是 勻強電場的場強，d是AB兩點沿 電場線方向的距離配粵教版物理選修3-1二、電場線與等勢面的關(guān)系垂直 1電場線跟等勢面2沿著電場線的方向各等勢面上的電勢減小，逆著電場增大 線的方向各等勢面上的電勢3電場線密的區(qū)域等勢面密，電場線疏的區(qū)域等勢面疏物理選修3-1配粵教版登上一座山，往往不止一條道，既有彎彎曲曲的盤山

3、公路，也有陡峭的小道，小道雖然陡，但是單位行程上升的高度 要大得多與此類似，在電場中，不僅僅沿電場線方向電勢降 低，那么沿電場線方向與沿其他方向相比電勢降低有什么不 同？它是不是“陡峭的小道”呢？【答案】單位長度上沿電場線電勢降低最大物理選修3-1配粵教版場強電勢差的關(guān)系1場強、電勢差的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別與聯(lián)系物理量電場強度E電勢差U定義放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值電荷在電場中兩點間移動時，電場力所做的功跟電荷電荷量的比值物理選修3-1配粵教版區(qū)別與聯(lián)系 物理量電場強度 E電勢差 U定義式EFqUWq引入意義描述電場力的性質(zhì)描述電場能的性質(zhì)正負或方向是矢量，正電荷受力方向為

4、 E 的方向雖有正負，但是標量，正負表示兩點電勢高低聯(lián)系(1) 對于勻強電場 EUd(2) U 和 E 是描述電場固有性質(zhì)的物理量，大小取決于電場本身，與 F、q、W 無關(guān)物理選修3-1配粵教版2.勻強電場中場強與電勢差的關(guān)系(1)方向關(guān)系由圖可知，由A點沿AB、AC、AD、AF路徑電勢均降落， 且UABUACUADUAF，其中AB路徑電勢降落最快由此可 知：電勢降落最快的方向是電場強度的方向物理選修3-1配粵教版(2)數(shù)值關(guān)系UE d 或 UEd 式中 d 為沿電場強度方向的距離定量計算時兩公式只適用于勻強電場，但對于非勻強電場也可以用兩公式定性分析問題如圖所示電場，同一電場線上有三點A、B

5、、C，其中 AB BC ，比較電勢差 UAB和 UBC 的大小從圖可以看出 AB 段場強比 BC 段場強大，根據(jù)公式Ed，d 相同，E 大的兩點間電勢差大，所以 UABUBCU物理選修3-1配粵教版3三個場強公式的比較公式區(qū)別物理含義引入過程適用范圍EFq是電場強度大小的定義式Fq，F(xiàn)F、qq與無關(guān)，反映某點電場的性質(zhì)適用于一切電場E Qkr2是真空中點電荷場強的決定式由 EFFq和Qqk r2 導(dǎo)出在真空中，場源電荷 Q 是點電荷EUd是勻強電場中場強的決定式由 FqE 和WqU 導(dǎo)出勻強電場物理選修3-1配粵教版例1如圖所示，勻強電場中有A、B、C三點構(gòu)成三角形，邊長均為4cm.將一帶電荷

6、量q1.01010C的正電荷(不計重力)，從A點移到C點，電場力做功為109J若把同一電荷從A點移到B點，電場力做功也為109 J，那么該電場的場強多大？物理選修3-1配粵教版解析：物理選修3-1配粵教版答案：5102 V/m物理選修3-1配粵教版 題后反思用本節(jié)的公式解題一定要注意適用條件，還要注意必須使用國際單位，通過此題可以看出場強方向是電勢降落最快的方向，通過相同的距離電勢降落最大的方向，這個結(jié)論對非勻強電場也成立物理選修3-1配粵教版1(多選)(2016南昌校級期末)某靜電場中的一條電場線與x軸重合，其電勢的變化規(guī)律圖象關(guān)于O點對稱，如圖所示已知x軸上A、B兩點中A到O點的距離更近在

7、O點由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用，則下述正確的是(AA、B兩點的電場強度大小EAEB BA、B兩點的電場強度方向相反C電子運動的加速度逐漸減小D電子將在x0x0之間做往復(fù)運動【答案】AC)物理選修3-1配粵教版【解析】由 EU知，圖象的斜率表示電場強度，所以 A可dB 兩點的電場強度大小 EAEB，且電場強度方向相同指向負方向，A 正確，B 錯；從 O 點向外場強減小，電子的電場力沿正方向減小，加速度減小，電子一直向正方向運動，C錯誤正確，D物理選修3-1配粵教版對電場線與等勢面關(guān)系的進一步理解1等勢面與電場線一定垂直假設(shè)電場線與等勢面不垂直，將場強分解為與等勢面平行 和垂直的兩個分

8、量，沿等勢面方向場強的分量一定不為零，那 么在同一等勢面上的兩點間移動電荷時，電場力一定做功，則 該兩點存在電勢差，就不是同一等勢面因而假設(shè)錯誤，故等勢面與電場線一定垂直物理選修3-1配粵教版2電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面沿著電場線移動正電荷，若從 A移到 B，電場力做正功，則 UWAB0，即 ，顯然，沿著電場線方向電WABABABq勢降低，并且降低得最快3等差等勢面的疏密可以反映電場的強弱(1)等勢面越密，場強越強；等勢面越疏，場強越弱U(2)根據(jù)公式 E d ，可定性說明，等差等勢面間距離越小，其場強越強，即等勢面的疏密反映電場強弱4電場線和等勢面雖然只能定性地描述電場，但都可

9、以反 映電場的強弱分布及電場的方向物理選修3-1配粵教版【特別提醒】 (1)只有相鄰等勢面間電勢差相等時，才能通過等勢面的疏密反映電場的強弱(2)勻強電場中任選等距離的兩點，當(dāng)兩點在同一條電場線上時，兩點間電勢差最大物理選修3-1配粵教版5等分法計算勻強電場中的電勢或電場強度(1)在勻強電場中，沿著任意方向上，相等距離的電勢差都 相等如果把某兩點間的距離等分為 n 段，則每段兩端點的電勢差等于原電勢差的1.像這樣采用這種等分間距求電勢問題的n方法，叫作等分法物理選修3-1配粵教版(2)在已知電場中幾點的電勢時，如果要求另外某點的電勢，一般采用“等分法”在電場中找出與待求點電勢相同的等 勢點(4

10、) 在勻強電場中，相互平行、相等長度的線段兩端電勢 差相等，用這一點可求解電勢或電勢差(5) 等分法也常用在畫電場線或計算電場強度的問題中物理選修3-1配粵教版例2圖中A 、B 、C 三點都在勻強電場中， 已知ACBC ， ABC 60 ， BC 20cm. 把一個電荷量q 1.0105C的正電荷從A移到B，電場力做功為零；從B移到C，電場力做功為1.73103J，則該勻強電場的電場強度大小和方向是()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斜向下物理選修3-1配粵教版解析：把電荷 q 從 A 移到 B 電場

11、力不做功，說明 A、B 兩點在同一等勢面上因該電場為勻強電場，等勢面應(yīng)為平面故圖中直線AB 即為等勢線，電場強度方向應(yīng)垂直于等勢面，可見，選項 A、B 不正確1.73103WBCUV173V，B 點電勢比 C 點1.0105BCq低 173V，因電場線沿電勢降低的方向，所以電場強度方向必U U 173垂直于 AB 斜向下，電場強度大小 E d BC sin 60 30.2 2V/m1 000 V/m.選項 D 正確答案：D物理選修3-1配粵教版 題后反思本題考查電場線和等勢面的關(guān)系，可先確定一個等勢面， 然后根據(jù)電場線和等勢面垂直確定電場線然后根據(jù)UEd解得E物理選修3-1配粵教版例3(201

12、6吉林扶余一中月考)如圖所示，在一勻強電場區(qū)域中，有A、B、C、D四點恰好位于一平行四邊形的四個頂點上，已知A、B、C三點電勢分別為A6V，B4V，C0，則D點電勢D的大小為()A3 VC2 VB0D1 V解析：由于是平行四邊形的四個頂點，那么連接BD、AC交于點O，那么有AC2OBD；所以D6042 V答案：C物理選修3-1配粵教版 題后反思本題的技巧是找等勢點，利用好平行四邊形的性質(zhì)同時也可以由勻強電場中，沿著任意方向每前進相同的距離，電勢變化相等，故ADBC物理選修3-1配粵教版2(2016湖北白水高中月考)如圖所示A、B、C、D、E、F為勻場電場中正六邊形的六個頂點，已知A、B、C電勢

13、分別為1V、6V、8內(nèi)，則D點電勢為(A5 VC8 V【答案】AV，電場強度方向與正六邊形在同一平面)B7 VD6 V物理選修3-1配粵教版【解析】在勻強電場中，沿著任意方向前進相同距離，電勢的降落必定相等，由于從A到D方向平行與BC方向，且AD 間距等于BC間距的兩倍故有DA2(CB)，代入數(shù)據(jù)解得D5 V，故A正確，B、C、D均錯誤物理選修3-1配粵教版3.(2016江西南昌校級月考)如圖所示，A，B，C，D 是勻強電場中一正方形的四個頂點，勻強電場方向平行與該平面已知 A，B，C 三點的電勢分別為 A15 V，B3 V，C3 V(1) 在圖中畫出電場線和等勢面；(2) 求 D 點的電勢 D物理選修3-1配粵教版【解析】(1)(2)勻強電場中，沿著任意方向每前進相同的距離，電勢變化都相等，故連接 AC，將AC 三等分，標上三等分點 E、F，則根據(jù)勻強電場中沿電場線方向相