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    鲁科版 (2019)必修 第三册第3节 电势差与电场强度的关系完美版ppt课件

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    这是一份鲁科版 (2019)必修 第三册第3节 电势差与电场强度的关系完美版ppt课件,共26页。PPT课件主要包含了观图助学,φA-φB,φB-φA,-UBA,qUAB,思考判断,电势差,每单位距离,电场强度,沿电场方向的距离等内容,欢迎下载使用。

    知识点一 电势差与静电力做功
    (1)身高与站的位置有关吗?(2)思考讨论:电势差的值与零电势点的位置有关吗?
    1.在物理学中,电场中两点间电势的差值称为电势差,也叫电压。2.公式:电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则UAB=_______,UBA= ________,可见UAB= ________。3.电势差是______,UAB为正值,A点的电势比B点的电势高;UAB为负值,A点的电势比B点的电势_____。
    5.在研究原子和原子核时,常用电子伏特做能量单位,_________________。
    1 eV=1.6×10-19 J
    知识点二 匀强电场中电场强度与电势差的关系[观图助学]
    每个台阶一样高,所以10×0.2 m=2 m,就是两人所在位置的高度差。在匀强电场中能否用电场强度乘以距离得到两点间的电势差?
    1.匀强电场中电场强度与电势差的关系________。
    2.物理意义:在匀强电场中,电场强度的大小等于两点间的________与这两点沿电场强度方向的距离之比。也就是说,电场强度在数值上等于沿电场方向__________上降低的电势。3.场强的另一个单位:伏[特]每米,符号_____,1 N/C=1 V/m。4.UAB=Ed,其物理意义:匀强电场中两点间的电势差等于_________与这两点__________________的乘积。
    [观察探究] 电场中A、B、C、D四点的电势如图所示。
    (1)A、C及A、B间的电势差为多少?哪个较大?(2)若取D点电势为零,则A、B、C三点的电势为多少?A、C及A、B间的电势差为多少?
    [探究归纳]1.关于电势差的三点说明
    (1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。(2)求电势差时,必须明确所要求的是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA。(3)电势差为标量,有正、负之分,电势差的正、负表示电场中两点间的电势的高低。若UAB>0则φA>φB,若UAB<0则φA<φB。
    (4)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,WAB仅是静电力做的功,式中各量均有正、负,计算中W与U的角标要对应,即WAB=qUAB,WBA=qUBA。(5)不管电场是否是匀强电场,静电力是否是恒力,都可以利用WAB=qUAB来计算静电力做的功。 
    [试题案例][例1] 在电场中把2.0×10-9 C的正电荷从A点移到B点,静电力做功1.5×10-7 J。再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功-4.0×10-7 J。(1)A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低?(2)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大?(3)把-1.5×10-9 C的电荷从A点移到C点,静电力做多少功?(4)根据以上所得结果,定性地画出电场分布的示意图,标出A、B、C三点可能的位置。
    解析 (1)正电荷从A到B,静电力做正功,A点电势比B点电势高。正电荷从B到C,静电力做负功,C点电势比B点电势高,但由B到C克服静电力做功较多,所以C点电势最高,B点电势最低。
    (3)负电荷由A到C,静电力做功WAC=q′UAC=1.875×10-7 J。(4)电场分布示意图和A、B、C三点可能的位置如图所示。
    [针对训练1] 如图所示是一匀强电场,已知场强E=2×102 N/C,现让一个电荷量为q=-4×10-8 C的电荷沿电场方向从M点移到N点,MN间的距离l=30 cm。试求:
    (1)电荷从M点移到N点电势能的变化;(2)M、N两点间的电势差。
    解析 (1)负电荷在该电场中所受静电力F为恒力,方向向左,因此从M点移到N点,电荷克服静电力做功,电势能增加,增加的电势能ΔEp等于电荷克服静电力做的功W。电荷克服静电力做功为W=qEl=4×10-8×2×102×0.3 J=2.4×10-6 J,故电势能增加了2.4×10-6 J。(2)M、N两点间的电势差为UMN=Ed=2×102×0.3 V=60 V,即M、N两点间的电势差为60 V。答案 (1)电势能增加了2.4×10-6 J (2)60 V
    如图所示,B、C、D三点处在同一等势面上,沿A→B、A→C、A→D电势是升高还是降低?哪个方向电势降低最快?答案 沿AB、AC、AD三个方向电势都降低,且电势下降的值相等。但AC沿电场线方向,距离最短,单位长度上电势下降最大,即电势降低最快。
    匀强电场中电场强度与电势差的关系
    [探究归纳]匀强电场中电场强度和电势差的关系
    [试题案例][例2] 平行的带电金属板A、B间是匀强电场,如图所示,两板间距离是5 cm,两板间的电压是60 V。试问:
    (1)两板间的电场强度是多大?(2)电场中有P1和P2两点,P1点离A板0.5 cm,P2点离B板也是0.5 cm,P1和P2两点间的电势差为多大?(3)若B板接地,P1和P2两点的电势各是多少伏?
    (2)P1P2沿电场方向的距离为d12=5 cm-(0.5+0.5) cm=4 cm根据公式U12=Ed12=1 200×4×10-2 V=48 V。(3)由公式U1B=φ1-φB=Ed1B=1 200×4.5×10-2 V=54 V,得φ1=54 V。同理U2B=φ2-φB=Ed2B=1 200×0.5×10-2 V=6 V,得φ2=6 V。答案 (1)1 200 V/m (2)48 V (3)54 V 6 V
    [针对训练2] 如图所示是匀强电场中的一组等势面,若A、B、C、D相邻两点间距离都是2 cm,则该电场的场强大小为________V/m,到A点距离为1.5 cm的P点电势为________V。
    因UBP=φB-φP,φB=0,得φP=-2.5 V。
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