鲁科版 (2019)第3节 电势差与电场强度的关系说课ppt课件

这是一份鲁科版 (2019)第3节 电势差与电场强度的关系说课ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了课前自主学习，φA-φB，EpA-EpB，qUAB，静电力，电场强度，课堂合作探究等内容，欢迎下载使用。

一、电势差与静电力做功任务驱动　电势差是矢量还是标量?它的正负表示什么含义?提示:电势是标量,故电势的差值也是标量。若电场中M、N两点间的电势差为正,即UMN>0,则表明φM>φN；若UMN<0,则表明φM<φN。
1.电势差:(1)定义:电场中两点间_____的差值,用符号U表示。(2)定义式:UAB=_______。(3)单位:与电势单位相同,国际单位是_____,符号是__。(4)标矢性:电势差是_____,但是有正负。UAB>0,表示A点电势比B点电势___。
2.电场力做功:(1)公式:WAB=______=____。(2)电子伏特:1 eV= _____________,表示一个电子在电势差为1 V的两点间移动时_______所做的功。 
1.60×10-19 J
二、匀强电场中电场强度与电势差的关系任务驱动　公式UAB=Ed是在匀强电场中得到的,在非匀强电场中能否适用?提示:在非匀强电场中,不能进行定量计算,但可以定性地分析有关问题。1.关系式:UAB=___。2.适用条件:(1)_____电场。(2)d是沿_________方向两点间的距离。3.物理意义:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿_____方向距离的乘积。
主题一　电势差与静电力做功的关系【实验情境】　电荷q从电场中的A点移到B点,电场力做功WAB是确定的,将电荷量变为2q时。
【问题探究】(1)电场力做功如何变化?提示:是原来的2倍,变为2WAB。(2)电场力的功与电荷量的比值如何变化?提示:不变。始终为A、B两点间电势差。
【结论生成】　电势、电势差、电势能、电场力做功的关系(科学思维)
【典例示范】如图所示,在匀强电场中有a、b、c三点,a、b相距4 cm,b、c相距10 cm。将一个带电荷量为2×10-8 C的电荷从a点移到b点时,电场力做功为4×10-6 J。将此电荷从b点移到c点时电场力做功为________J,a、c间电势差为________V。 
【解析】由题知,电荷从a点移到b点时,电场力做功Wab=qElab电荷从b点移到c点时电场力做功Wbc=qElbccs60°联立可以得到:Wbc=5×10-6 J,a、c间电势差Uac= =450 V。答案:5×10-6　450
【规律方法】公式WAB=qUAB的应用技巧(1)公式WAB=qUAB适用于任何电场,UAB为电场中A、B两点间的电势差。(2)公式中各量均有正负,计算中W和U的角标要相互对应,即WAB=qUAB,WBA=qUBA。
【探究训练】1.(多选)下列说法正确的是(　　)A.电势差的定义式U= ,说明两点间的电势差U与电场力做的功W成正比,与移动电荷的电荷量q成反比B.两点间的电势差就是将正电荷从一点移到另一点电场力所做的功C.将1 C的正电荷从一点移到另一点,电场力做1 J的功,这两点间的电势差为1 VD.电荷只在电场力的作用下,由静止开始从一点移到另一点,电场力做的功等于电荷减少的电势能
【解析】选C、D。电势差的大小取决于电场本身,与检验电荷q无关,故A项错误；电势差和电场力做功是两个本质不同的物理概念,故B项错误,选项C、D正确。
2.在电场中把一个带电荷量为6×10-6 C的负电荷从A点移到B点,克服电场力做功3×10-5 J,再将电荷从B点移到C点,电场力做功1.2×10-5 J,求:(1)A与B,B与C两点间电势差。(2)以B点为零电势点时,A、C两点的电势各为多少?
【解析】(1)UAB= V=5 V；UBC= V=-2 V。(2)因为A点电势比B点电势高5 V,所以φA=5 V。由于B点电势比C点电势低2 V,所以φC=2 V。答案:(1)5 V　-2 V　(2)5 V　2 V
主题二　匀强电场中电场强度与电势差的关系 【生活情境】如图是初中地理中的等高线图(图中数字的单位是m)。
【问题探究】(1)小山坡的左边a和右边b哪一边的地势更陡些?提示:右边等高线较密,故地势比左边更陡。(2)现在把图看成是描述电势高低的等势线,图中数字的单位是V,a和b哪一边电势降落得快?哪一边的电场强度大?提示:若把图看成是等势线,则右边的电势降落得快,右边的电场强度也较大。
【结论生成】电场强度和电势差的区别与联系(科学思维)
【典例示范】如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0 V,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为(　　) A.200 V/m　 B.200 V/m　 C.100 V/m　 D.100 V/m
【解析】选A。x轴上OA的中点C的电势为3 V,则BC的连线为等势线,如图所示, 电场的方向与等势线垂直,且由电势高处指向电势低处。根据几何图形,O点到BC的距离为d=1.5 cm,所以E= V/m=200 V/m,故选项A正确。
【规律方法】等分法计算匀强电场中的电势(1)在匀强电场中,沿任意一个方向上,电势降落都是均匀的,故在同一直线上相同距离的两点间的电势差相等。如果把某两点间的距离等分为n段,则每段两端点间的电势差等于原电势差的 。(2)已知电场中几点的电势,如果要求某点的电势时,一般采用“等分法”在电场中找与待求点电势相同的等势点。等分法也常用在画电场线的问题中。(3)在匀强电场中,相互平行的相等的线段两端点电势差相等,应用这一点可求解电势。
【探究训练】1.如图所示,a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20 V,b点的电势为24 V,d点的电势为4 V,由此可知c点的电势为(　　)A.4 VB.8 VC.12 VD.24 V
【解析】选B。Uad=φa-φd=20 V-4 V=16 V,在匀强电场中,相互平行的等长线段两端点电势差相等,故Ubc=Uad,又Ubc=φb-φc,所以φc=φb-Uad=24 V-16 V=8 V,B正确。
2.如图所示,在匀强电场中,电荷量q=5.0×10-10 C的正电荷,由a点移到b点和由a点移到c点电场力做功都是3.0×10-8 J,已知a、b、c三点的连线组成直角三角形,ab=20 cm,∠a=37°,∠c=90°,求:(1)a、b两点的电势差Uab。(2)匀强电场的场强大小和方向。
【解析】(1)因为正电荷q从a到b和从a到c电场力做功相等,所以由W=qU可得Uab=Uac,b、c两点在同一等势面上,根据电场线与等势面垂直,得到场强方向与ac平行,垂直指向bc。Uab= V=60 V。(2)由U=Ed可得,E= V/m=375 V/m场强方向平行于ac,垂直指向bc边向右。
答案:(1)60 V(2)375 V/m　方向与bc边垂直且由a指向c
【补偿训练】对公式E= 的理解,下列说法正确的是(　　)A.此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差B.a点和b点间距离越大,则这两点的电势差越大C.公式中d是指a点和b点之间的距离D.公式中的d是匀强电场中a、b两个等势面间的垂直距离【解析】选D。公式E= 仅适用于匀强电场,且d为a、b两点距离沿电场线方向的投影,故选D。