人教版 (2019)3 电势差与电场强度的关系习题课件ppt

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新课探究电势差与电场强度的关系推论及平分法 图像
利用匀强电场中的推论及等分法求出两点电势差
掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系
会利用电势差与电场强度的关系式进行计算
判断非匀强电场中等距的两点电势差大小
静电力做功只与电荷运动的初末位置有关，与电荷运动路径无关。
匀强电场中静电力做功： ，其中d为沿着电场力方向的位移。
思考：为何要在匀强电场中？为何距离d要取沿着电场力方向？
匀强电场中电势差与电场强度的关系
匀强电场。使用做功公式 时，F须为恒力。只有在匀强电场中，F电方为恒力。
d应取A、B两点沿电场方向的距离。用做功公式 时 ，只有F与l共线时， 才能舍去。
对于 ：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。
对于 ：匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场方向的距离的比值。
电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿匀强电场方向每单位距离上降低的电势。
电场强度的另一个单位：由 可导出电场强度的另一个单位，即伏特每米，符号为V/m。1 V/m＝1 N/C。
首先要注意各个公式的适用条件
计算电场强度应注意的问题
应用公式UAB＝Ed计算时，首先要明确所研究的电荷所处的电场必须是匀强电场，其次要明确所要研究的两点的距离应当是沿场强方向两点间的距离。如果给出电场中两点间的距离不是沿场强方向上的距离，则应通过数学知识转化为沿场强方向上的距离。
在匀强电场中，如线段AB∥CD，且AB=CD，则UAB=UCD；UAC=UBD
匀强电场中的推论的应用
例．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为15V，3V，-3V，问D点的电势为多大？
【解析】因AD∥BC，且AD=BC。根据匀强电场中的推论，有UAD=UBC，即φA-φD=φB-φC,带入数据，求出φD=9V。
例．如图所示，匀强电场方向与六边形所在平面平行，A、B、C、D、E、F是正六边形的六个顶点。已知A、B、C三点的电势分别为−3V、−2V、0V。则E点的电势为______V；D点的电势为______V；电场强度方向为
【解析】因不满足匀强电场中的推论使用条件，我们采用另一种求解方法，平分法：连接AC，则线段AC间某点的电势等于φB=-2V。据此，将线段AC三等分，如图，AM=MN=NC,则有φN=-1V；φM=φB=-2V，即B、M为等势面上的两点，根据几何知识，连接B、M两点的直线经过F点，根据匀强电场的等势面互相平行的特点 ，有E、C两点为等势面上的两点，则φE=φC=0V
【解析】因电场线⊥等势面， 且沿着电场线方向电势降低，场强方向如图，即DA方向。根据几何知识，有AD=2BC，带入公式U=Ed,UAD=2UBC,推出D点电势为1V。
4.做垂直于等势面的直线，根据电势降低方向画出电场强度方向
2.根据第三点的电势，将（1）中连线平分为等距的n段
1.确定所给中电势最高和最低点，将两点连接
平分法虽不像推论一样快速解题，但使用范围更广，同时能解决更多的静电场相关问题。
3.找到连线上与第三点电势相同的第四点，连接第三、四点得到等势面
非匀强电场中等距的两点电势差大小
例．如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为φa=20 V，φb=50 V，则a、b连线的中点c的电势φc应为（　　）A．φc=35 V B．φc>35 VC．φc＜35 VD．无法判断φc的高低
ac段电场线比bc段电场线密，ac段场强较大，dbc=dca，根据公式U=Ed可知，Uca大于Ubc，即φc﹣φa>φb﹣φc得到φc>35 V
图像斜率 ，图像斜率为电场强度大小。
1．如图中A、B、C三点都在匀强电场中。把一个正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做正功，则该匀强电场的场强方向是（　　）A．垂直AC向右B．垂直AC向左C．垂直AB斜向上D．垂直AB斜向下
【解析】从A移到B，电场力做功为零可知A、B两点电势相等，所以AB为一条等势线，则电场线垂直于AB；正电荷从B移到C，电场力做正功，则电场力方向与电荷运动方向夹锐角，如图所示，电场强度方向与正电荷受力方向相同，则电场强度方向垂直于AB斜向上。
2．如图所示，在水平向右的匀强电场中，将带电荷量为q=1.0×10-6C的点电荷由A点沿直线移至B点，电场力做功2×10-5J，已知A、B间的距离为0.05m，直线AB与电场线的夹角θ为37°，sin37°=0.6，cs37°=0.8，AB两点间电势差UAB=_______V，该匀强电场的电场强度大小为E=_______V/m
【解析】根据电势差的定义公式有[2]根据
3．如图所示，孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其从左到右电势分别为φ1、φ2、φ3，a、b、c是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=ac。现将一负电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由b移至c，电场力做正功W2，则（     　）A．W1=W2，φ1＜φ2＜φ3B．W1=W2，φ1＞φ2＞φ3C．W1＞W2，φ1＜φ2＜φ3D．W1＜W2，φ1＞φ2＞φ3
【解析】由题，将一负电荷由a移到b再到c，电场力做正功，则受到的电场力的方向向右，结合负电荷受到的电场力的方向与电场线的方向相反，可知该电场线的方向向左，即由c指向a。沿电场线的方向电势降低，所以c点的电势最高，a点的电势最低，即φ1＜φ2＜φ3该电场线的方向向左，由c指向a；再结合图中等势面的特点可知产生该电场的点电荷带负电且位于左侧，所以a处的场强最大，c处的场强最小，根据电场强度与电势差的关系U=Ed可知，ab之间的电势差一定大于bc之间的电势差，即Ucb＜Uba又电场力做功W=qU所以W1＞W2
4．（多选）A、B为一电场中x轴上的两点，如图甲所示。一电子仅在电场力作用下从A点运动到B点，x轴上各点电势随其坐标变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）A．该电场是点电荷形成的电场B．A、B两点电场强度大小关系为C．电子从A运动到B的过程中电场力做正功D．电子在A、B两点的电势能大小关系为EPA＞EPB
【解析】在 图像中，图线斜率表示电场强度大小，可知该电场为匀强电场，则A、B两点电场强度大小相等，故AB错误；由A到B电势逐渐升高，故电场方向由B指向A，电子从A运动到B的过程中电场力方向与运动方向相同，电场力做正功，电势能城小，故电子在A、B两点的电势能大小关系为EPA＞EPB，故CD正确。
完成《10.3 电势差与电场强度的关系同步分题型练习题》