还剩40页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
- 第10章 1电势能和电势课件PPT 课件 0 次下载
- 第10章 2电势差课件PPT 课件 0 次下载
- 第10章 4电容器的电容课件PPT 课件 0 次下载
- 第10章 5带电粒子在电场中的运动课件PPT 课件 0 次下载
- 第十章 易错题归纳课件PPT 课件 0 次下载
高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系备课ppt课件
展开
这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系备课ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了qEd，ELcosα，电势降低，微思考，电场强度的另一种表述，沿电场强度方向，答案C，答案A，核心素养微专题，答案B等内容，欢迎下载使用。
预习导学 | 新知领悟
1．如图所示，匀强电场的电场强度为E，将电荷＋q从A点移动到B点．(1)从力和位移的角度计算静电力所做功W＝Fd＝______．
电势差与电场强度的关系
(2)若A、B间电势差为UAB，则静电力做功W＝qUAB．(3)比较两次计算的功的大小，电势差与电场强度的关系为UAB＝______．
2．若A、B不在同一条电场线上，如图所示，A、B两点间的电势差UAB＝__________．
3．匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)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，即UAB＝Ed，d为两点沿电场方向的距离．(2)电场强度的方向和大小：电场中，电场强度方向是指__________ 最快的方向．
在匀强电场中，能否说电势差U与距离d成正比，电场强度E与距离d成反比？
【答案】在匀强电场中，电势差U与距离d成正比，但电场强度E与距离d无关．
下列关于匀强电场中电场强度和电势差的关系，正确的说法是( )A．任意两点之间的电势差，等于电场强度和这两点间距离的乘积B．在任何方向上，若两点间距离相等，则它们之间电势差就相等C．沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等D．电势降落的方向必定是电场强度的方向【答案】C
【解析】匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed中的d是两点沿电场线方向的距离，并不是两点间的距离，A错误．两点距离相等，两点沿电场线方向的距离不一定相等，B错误．由U＝Ed＝ELcs α，可知C正确．
均强电场中UAB＝Ed中的d是什么距离？
【答案】d是两点间沿电场强度方向的距离．
【解析】A、B两点沿电场线方向的距离d＝l·cs 60°＝0.1× 0.5 m＝0.05 m，B点的电势低于A点电势，且UBA＝－Ed＝－100×0.05 V＝－5 V．
多维课堂 | 素养初培
如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN．M、N两点间的电势差UMN与O、M两点间的电势差UOM哪个大？
【答案】UMN
【答案】(1)A (2)C
变式1 (2021年绥化名校期末)如图所示，三个同心圆是电荷量为＋q的点电荷周围的三个等势面，A、B、C是这三个等势面与一条电场线的交点，且lAB＝lBC.A、C两点的电势分别为φA＝10 V和φC＝2 V，则B点的电势( )A．等于6 VB．低于6 VC．高于6 VD．无法确定【答案】B
电场强度、电势差和电势都是描述电场的物理量，电场中电势越高的位置，电场强度一定越大吗？【答案】电场强度与电势是两个不同的概念，两者无必然联系，电势高的位置，电场强度不一定大．
从电势差角度理解电场强度
探究总结1．电场强度与电势差的关系
2．关于电场强度的三个表达式的比较
精例2 (2021年绥化名校期末)如图所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长L＝4 cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A、B、C、D的电势分别为－4 V、0 V、8 V、12 V．则下列说法正确的是( )A．F点的电势φF＝－4 VB．D、F间的电势差UDF＝0 VC．该匀强电场的电场线垂直于CF连线，且指向AD．该匀强电场的场强大小E＝200 V/m【答案】D
【解析】连接AD、BF、CE，AD与BF、CE的交点分别为M、N，设六边形的中心点为O，如图所示．由图可知，AD与BF、CE都垂直，由六边形的特点可知，AM＝MO＝ON＝ND，由题意可知UDA＝φD－φA＝12 V－(－4 V)＝16 V，则有φM＝0 V，φO＝4 V，φN＝8 V，由题意可知φB＝φM，φC＝φN，则BF和CE是等势线，则有φF＝φB＝0，A错误；D、F间的电势差为UDF＝φD－φF＝12 V－0＝12 V，B错误；
变式2 在某匀强电场中有M、N、P三点．在△MNP中，∠M＝30°、∠P＝ 90°，直角边NP的长度为4 cm．电场方向与三角形所在平面平行．已知M点、N点和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V．则电场强度的大小为( )A．150 V/mB．75 V/mC．2 253 V/mD．753 V/m
1．在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降低都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等，如图甲，AB＝BC，则UAB＝UBC．2．在匀强电场中，相互平行且相等的线段两点间的电势差相等．如图乙，AB∥CD，则UAB＝UCD．
3．确定电场方向的方法：先由等分法确定电势相等的点，画出等势面(线)，然后根据电场线与等势面(线)垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面(线)指向电势低的等势面(线)．
闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象(一般发生在积雨云中)．通常是暴风云(积雨云)产生电荷，底层为负电，顶层为正电，而且还在地面产生正电荷，如影随形地跟着云移动．正电荷和负电荷彼此相吸，但空气却不是良好的导体．正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上，企图和带有负电的云层相遇．负电荷枝状的触角则向下伸展，越向下伸越接近地面．最后正负电荷终于克服空气的阻碍而连接上．巨大的电流沿着一条传导通道从地面直向云层涌去，产生出一道明亮夺目的闪光．
一道闪电的长度可能只有数百米(最短的为100米)，但最长可达数千米．闪电的温度，从摄氏一万七千度至二万八千度不等，也就是等于太阳表面温度的3～5倍．闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀．空气移动迅速，因此形成波浪并发出声音．
【专练】 正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电．若观察到某次闪电的火花长约100 m，且已知空气的击穿电场强度为3×106 V/m，那么发生此次闪电的电势差约为( )A．3×108 V B．3×106 VC．3×104 V D．3×10－5 V【答案】A【解析】将空气中的电场视为匀强电场，由U＝Ed，可得U＝3× 108 V，A正确．
课堂小练 | 素养达成
2．如图所示为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2 cm，则电场强度E的大小和方向分别为( )A．E＝100 V/m，竖直向下B．E＝100 V/m，竖直向上C．E＝100 V/m，水平向左D．E＝200 V/m，水平向右【答案】C
3．(多选)如图所示，平面内有一菱形abcd，O点为其两对角线的交点．空间存在一未知的静电场，方向与菱形所在平面平行，有一电子，若从a点运动至d点，电势能就会增加ΔE，若从d点运动至c点，电势能就会减少ΔE，那么此空间存在的静电场可能是( )A．方向垂直于ac，并由b指向d的匀强电场B．方向垂直于bd，并由c指向a的匀强电场C．位于O点的正点电荷形成的电场D．位于b点的负点电荷形成的电场【答案】AC
【解析】电子从a点运动至d点，电势能增加ΔE，从d点运动至c点，电势能减少ΔE，可断定a点和c点电势相等，若是匀强电场，则ac连线即为等势线，电场线与等势线垂直．又因为移动的是电子，带负电，沿电场线方向，负电荷电势能增加，故电场线的方向是由b指向d．如果该电场是位于O点的正点电荷形成的电场，画出电场线和等势面就会发现，a、c在同一等势面上，而且离正点电荷越远，电子的电势能越大，故A、C正确．
4．如图所示，在匀强电场中，一电荷量为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，电场力做的功都是3.0×10－8 J，已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，lab＝20 cm，θ＝37°．求：(1)a、b两点间的电势差．(2)匀强电场的电场强度大小．(3)电场强度的方向．【答案】(1)60 V (2)375 V/m (3)a→c
预习导学 | 新知领悟
1．如图所示，匀强电场的电场强度为E，将电荷＋q从A点移动到B点．(1)从力和位移的角度计算静电力所做功W＝Fd＝______．
电势差与电场强度的关系
(2)若A、B间电势差为UAB，则静电力做功W＝qUAB．(3)比较两次计算的功的大小，电势差与电场强度的关系为UAB＝______．
2．若A、B不在同一条电场线上，如图所示，A、B两点间的电势差UAB＝__________．
3．匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)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，即UAB＝Ed，d为两点沿电场方向的距离．(2)电场强度的方向和大小：电场中，电场强度方向是指__________ 最快的方向．
在匀强电场中，能否说电势差U与距离d成正比，电场强度E与距离d成反比？
【答案】在匀强电场中，电势差U与距离d成正比，但电场强度E与距离d无关．
下列关于匀强电场中电场强度和电势差的关系，正确的说法是( )A．任意两点之间的电势差，等于电场强度和这两点间距离的乘积B．在任何方向上，若两点间距离相等，则它们之间电势差就相等C．沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等D．电势降落的方向必定是电场强度的方向【答案】C
【解析】匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed中的d是两点沿电场线方向的距离，并不是两点间的距离，A错误．两点距离相等，两点沿电场线方向的距离不一定相等，B错误．由U＝Ed＝ELcs α，可知C正确．
均强电场中UAB＝Ed中的d是什么距离？
【答案】d是两点间沿电场强度方向的距离．
【解析】A、B两点沿电场线方向的距离d＝l·cs 60°＝0.1× 0.5 m＝0.05 m，B点的电势低于A点电势，且UBA＝－Ed＝－100×0.05 V＝－5 V．
多维课堂 | 素养初培
如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN．M、N两点间的电势差UMN与O、M两点间的电势差UOM哪个大？
【答案】UMN
【答案】(1)A (2)C
变式1 (2021年绥化名校期末)如图所示，三个同心圆是电荷量为＋q的点电荷周围的三个等势面，A、B、C是这三个等势面与一条电场线的交点，且lAB＝lBC.A、C两点的电势分别为φA＝10 V和φC＝2 V，则B点的电势( )A．等于6 VB．低于6 VC．高于6 VD．无法确定【答案】B
电场强度、电势差和电势都是描述电场的物理量，电场中电势越高的位置，电场强度一定越大吗？【答案】电场强度与电势是两个不同的概念，两者无必然联系，电势高的位置，电场强度不一定大．
从电势差角度理解电场强度
探究总结1．电场强度与电势差的关系
2．关于电场强度的三个表达式的比较
精例2 (2021年绥化名校期末)如图所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长L＝4 cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A、B、C、D的电势分别为－4 V、0 V、8 V、12 V．则下列说法正确的是( )A．F点的电势φF＝－4 VB．D、F间的电势差UDF＝0 VC．该匀强电场的电场线垂直于CF连线，且指向AD．该匀强电场的场强大小E＝200 V/m【答案】D
【解析】连接AD、BF、CE，AD与BF、CE的交点分别为M、N，设六边形的中心点为O，如图所示．由图可知，AD与BF、CE都垂直，由六边形的特点可知，AM＝MO＝ON＝ND，由题意可知UDA＝φD－φA＝12 V－(－4 V)＝16 V，则有φM＝0 V，φO＝4 V，φN＝8 V，由题意可知φB＝φM，φC＝φN，则BF和CE是等势线，则有φF＝φB＝0，A错误；D、F间的电势差为UDF＝φD－φF＝12 V－0＝12 V，B错误；
变式2 在某匀强电场中有M、N、P三点．在△MNP中，∠M＝30°、∠P＝ 90°，直角边NP的长度为4 cm．电场方向与三角形所在平面平行．已知M点、N点和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V．则电场强度的大小为( )A．150 V/mB．75 V/mC．2 253 V/mD．753 V/m
1．在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降低都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等，如图甲，AB＝BC，则UAB＝UBC．2．在匀强电场中，相互平行且相等的线段两点间的电势差相等．如图乙，AB∥CD，则UAB＝UCD．
3．确定电场方向的方法：先由等分法确定电势相等的点，画出等势面(线)，然后根据电场线与等势面(线)垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面(线)指向电势低的等势面(线)．
闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象(一般发生在积雨云中)．通常是暴风云(积雨云)产生电荷，底层为负电，顶层为正电，而且还在地面产生正电荷，如影随形地跟着云移动．正电荷和负电荷彼此相吸，但空气却不是良好的导体．正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上，企图和带有负电的云层相遇．负电荷枝状的触角则向下伸展，越向下伸越接近地面．最后正负电荷终于克服空气的阻碍而连接上．巨大的电流沿着一条传导通道从地面直向云层涌去，产生出一道明亮夺目的闪光．
一道闪电的长度可能只有数百米(最短的为100米)，但最长可达数千米．闪电的温度，从摄氏一万七千度至二万八千度不等，也就是等于太阳表面温度的3～5倍．闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀．空气移动迅速，因此形成波浪并发出声音．
【专练】 正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电．若观察到某次闪电的火花长约100 m，且已知空气的击穿电场强度为3×106 V/m，那么发生此次闪电的电势差约为( )A．3×108 V B．3×106 VC．3×104 V D．3×10－5 V【答案】A【解析】将空气中的电场视为匀强电场，由U＝Ed，可得U＝3× 108 V，A正确．
课堂小练 | 素养达成
2．如图所示为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2 cm，则电场强度E的大小和方向分别为( )A．E＝100 V/m，竖直向下B．E＝100 V/m，竖直向上C．E＝100 V/m，水平向左D．E＝200 V/m，水平向右【答案】C
3．(多选)如图所示，平面内有一菱形abcd，O点为其两对角线的交点．空间存在一未知的静电场，方向与菱形所在平面平行，有一电子，若从a点运动至d点，电势能就会增加ΔE，若从d点运动至c点，电势能就会减少ΔE，那么此空间存在的静电场可能是( )A．方向垂直于ac，并由b指向d的匀强电场B．方向垂直于bd，并由c指向a的匀强电场C．位于O点的正点电荷形成的电场D．位于b点的负点电荷形成的电场【答案】AC
【解析】电子从a点运动至d点，电势能增加ΔE，从d点运动至c点，电势能减少ΔE，可断定a点和c点电势相等，若是匀强电场，则ac连线即为等势线，电场线与等势线垂直．又因为移动的是电子，带负电，沿电场线方向，负电荷电势能增加，故电场线的方向是由b指向d．如果该电场是位于O点的正点电荷形成的电场，画出电场线和等势面就会发现，a、c在同一等势面上，而且离正点电荷越远，电子的电势能越大，故A、C正确．
4．如图所示，在匀强电场中，一电荷量为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，电场力做的功都是3.0×10－8 J，已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，lab＝20 cm，θ＝37°．求：(1)a、b两点间的电势差．(2)匀强电场的电场强度大小．(3)电场强度的方向．【答案】(1)60 V (2)375 V/m (3)a→c
相关课件
人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量3 电势差与电场强度的关系教课内容课件ppt： 这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量3 电势差与电场强度的关系教课内容课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了答案D，答案A，答案B，答案C等内容，欢迎下载使用。
人教版 (2019)3 电势差与电场强度的关系课文ppt课件： 这是一份人教版 (2019)3 电势差与电场强度的关系课文ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了电场强度，匀强电场，图103-1，图103-12等内容，欢迎下载使用。
高中人教版 (2019)3 电势差与电场强度的关系示范课ppt课件： 这是一份高中人教版 (2019)3 电势差与电场强度的关系示范课ppt课件，共42页。PPT课件主要包含了内容索引，学习目标，活动方案，真空中点电荷形成的，沿电场方向的距离，答案A，答案C，答案D，检测反馈，答案B等内容，欢迎下载使用。
