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高中物理人教版 (新课标)选修36 电势差与电场强度的关系多媒体教学课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修36 电势差与电场强度的关系多媒体教学课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了核心要点突破，课堂互动讲练，知能优化训练，课前自主学案，沿电场方向的距离，电势差，每单位距离，答案见自主解答等内容，欢迎下载使用。
课标定位学习目标：1.理解匀强电场中电势差跟电场强度的关系UAB＝Ed.2．知道电场强度另一个单位“伏特每米”的物理意义．重点难点：用E＝UAB/d解决有关的实际问题．
第六节 电势差与电场强度的关系
一、电势差和电场强度的关系1．关系式：UAB＝Ed.2．适用条件：____电场，d是沿____方向的距离．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间__________________的乘积．
二、电场强度的另一种求法1．表达式：E＝________.2．物理意义：电场强度的大小等于两点间的_______与这两点间沿电场方向的距离的比值，或者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：______，符号_____.1 N/C＝1______.
3．推论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段两端的电势差相等．当线段与场强平行时，由U＝Ed可知，d相等，U相同；当线段与场强不平行时，只要沿场强方向投影的长度相等，U相同．如图1－6－1所示，▱ABCD中，UAB＝UDC，UBC＝UAD.
即时应用 (即时突破，小试牛刀)1．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，如图1－6－2所示，由此可知c点的电势为( )
A．4 V B．8 VC．12 V D．24 V解析：选B.∵bc与ad平行且相等，由匀强电场特点可得：φb－φc＝φa－φd ∴φc＝8 V.
二、三个电场强度公式的比较
即时应用 (即时突破，小试牛刀)2．以下关于与电场强度有关的几个公式的说法，其中不正确的是( )A．公式U＝E·d只适用于匀强电场B．只要电场中电场线是直线，公式U＝E·d就适用C．公式E＝F/q是定义式，适用于任何电场D．公式E＝kQ/r2是由库仑定律得出的，因而只适用于(真空中)点电荷的电场解析：选B.在点电荷电场中电场线是直线，但公式U＝Ed不成立，故B错．
平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图1－6－3所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V.(1)两板间的场强是多大？(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P2两点间的电势差多大？(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？
【答案】 (1)1.2×103 V/m (2)48 V (3)54 V 6 V【方法总结】 应用U＝Ed求两点间的电势差，一定要正确理解“d”是两点间沿电场方向的距离，而求某点的电势，我们是通过求这点与电势零点的电势差实现的，由U＝Ed计算其数值，电势的正负由该点与电势零点的电势高低比较而定．
变式训练1 (2010高考安徽理综卷)如图1－6－4所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1 m 的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为( )A．UOP＝－10 sinθ(V) B．UOP＝10 sin θ(V)C．UOP＝－10 csθ(V) D．UOP＝10cs θ(V)
解析：选A.沿电场线方向电势降低，由UOP＝φ－φp可知，UOP为负值；公式U＝E·d中的d为沿电场线方向的距离，故UOP＝－ER·sinθ＝－10sin θ(V)，选项A正确．
如图1－6－5所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有( )A．φA>φB>φC B．EC>EB>EAC．UAB
变式训练2 如图1－6－6所示，实线为电场线，虚线为等势面，a、b两点的电势分别为φa＝60 V、φb＝30 V，则a、b连线中点c的电势φc应为( )A．φc>45 VB．φc<45 VC．φc＝45 VD．φc＝0 V
如图1－6－7所示，A、B、C是匀强电场中的等腰直角三角形的三个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15 V，φB＝3 V，φC＝－3 V，试确定场强的方向，并画出电场线．
【自主解答】 根据A、B、C三点电势的特点，在AC连线上取M、N两点，使AM＝MN＝NC，如图1－6－8所示，
变式训练3 (2011年北京海淀模拟)如图1－6－9所示，平行直线AA′、BB′、CC′、DD′、EE′，分别表示电势－4 V、－2 V、0、2 V、4 V的等势线，若AB＝BC＝CD＝DE＝2 cm，且与直线MN成30°角，则( )
A．该电场是匀强电场，场强方向垂直于AA′，且右斜下B．该电场是匀强电场，场强大小为2 V/mC．该电场是匀强电场，距C点距离为2 cm的所有点中，最高电势为4 V，最低电势为－4 VD．若一个正电荷从A点开始运动到E点，通过AB段损失动能E，则通过CD段损失动能也为E
解析：选CD.由该电场的等势面特征可以看出，该电场为匀强电场，电场线方向垂直于等势面且从电势高的等势面指向电势低的等势面，故场强方向为垂直于AA′且左斜上，A错误；场强的大小可以由E＝U/d得出，式中d表示沿电场线方向的距离，即两等势面之间的距离，根据几何关系可知，相邻两个等势面之间距离为1 cm，电势差为2 V，故电场强度为200 V/m，B错误；
以点C为圆心2 cm为半径作圆，恰好与－4 V和4 V两个等势面相切，故C正确；正电荷从A向E运动电势能增加，动能减少，由于UAB＝UBC，根据动能定理和W＝qU得：A到B和C到D过程电荷损失的动能相等，故选C、D.
课标定位学习目标：1.理解匀强电场中电势差跟电场强度的关系UAB＝Ed.2．知道电场强度另一个单位“伏特每米”的物理意义．重点难点：用E＝UAB/d解决有关的实际问题．
第六节 电势差与电场强度的关系
一、电势差和电场强度的关系1．关系式：UAB＝Ed.2．适用条件：____电场，d是沿____方向的距离．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间__________________的乘积．
二、电场强度的另一种求法1．表达式：E＝________.2．物理意义：电场强度的大小等于两点间的_______与这两点间沿电场方向的距离的比值，或者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：______，符号_____.1 N/C＝1______.
3．推论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段两端的电势差相等．当线段与场强平行时，由U＝Ed可知，d相等，U相同；当线段与场强不平行时，只要沿场强方向投影的长度相等，U相同．如图1－6－1所示，▱ABCD中，UAB＝UDC，UBC＝UAD.
即时应用 (即时突破，小试牛刀)1．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，如图1－6－2所示，由此可知c点的电势为( )
A．4 V B．8 VC．12 V D．24 V解析：选B.∵bc与ad平行且相等，由匀强电场特点可得：φb－φc＝φa－φd ∴φc＝8 V.
二、三个电场强度公式的比较
即时应用 (即时突破，小试牛刀)2．以下关于与电场强度有关的几个公式的说法，其中不正确的是( )A．公式U＝E·d只适用于匀强电场B．只要电场中电场线是直线，公式U＝E·d就适用C．公式E＝F/q是定义式，适用于任何电场D．公式E＝kQ/r2是由库仑定律得出的，因而只适用于(真空中)点电荷的电场解析：选B.在点电荷电场中电场线是直线，但公式U＝Ed不成立，故B错．
平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图1－6－3所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V.(1)两板间的场强是多大？(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P2两点间的电势差多大？(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？
【答案】 (1)1.2×103 V/m (2)48 V (3)54 V 6 V【方法总结】 应用U＝Ed求两点间的电势差，一定要正确理解“d”是两点间沿电场方向的距离，而求某点的电势，我们是通过求这点与电势零点的电势差实现的，由U＝Ed计算其数值，电势的正负由该点与电势零点的电势高低比较而定．
变式训练1 (2010高考安徽理综卷)如图1－6－4所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1 m 的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为( )A．UOP＝－10 sinθ(V) B．UOP＝10 sin θ(V)C．UOP＝－10 csθ(V) D．UOP＝10cs θ(V)
解析：选A.沿电场线方向电势降低，由UOP＝φ－φp可知，UOP为负值；公式U＝E·d中的d为沿电场线方向的距离，故UOP＝－ER·sinθ＝－10sin θ(V)，选项A正确．
如图1－6－5所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有( )A．φA>φB>φC B．EC>EB>EAC．UAB
变式训练2 如图1－6－6所示，实线为电场线，虚线为等势面，a、b两点的电势分别为φa＝60 V、φb＝30 V，则a、b连线中点c的电势φc应为( )A．φc>45 VB．φc<45 VC．φc＝45 VD．φc＝0 V
如图1－6－7所示，A、B、C是匀强电场中的等腰直角三角形的三个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15 V，φB＝3 V，φC＝－3 V，试确定场强的方向，并画出电场线．
【自主解答】 根据A、B、C三点电势的特点，在AC连线上取M、N两点，使AM＝MN＝NC，如图1－6－8所示，
变式训练3 (2011年北京海淀模拟)如图1－6－9所示，平行直线AA′、BB′、CC′、DD′、EE′，分别表示电势－4 V、－2 V、0、2 V、4 V的等势线，若AB＝BC＝CD＝DE＝2 cm，且与直线MN成30°角，则( )
A．该电场是匀强电场，场强方向垂直于AA′，且右斜下B．该电场是匀强电场，场强大小为2 V/mC．该电场是匀强电场，距C点距离为2 cm的所有点中，最高电势为4 V，最低电势为－4 VD．若一个正电荷从A点开始运动到E点，通过AB段损失动能E，则通过CD段损失动能也为E
解析：选CD.由该电场的等势面特征可以看出，该电场为匀强电场，电场线方向垂直于等势面且从电势高的等势面指向电势低的等势面，故场强方向为垂直于AA′且左斜上，A错误；场强的大小可以由E＝U/d得出，式中d表示沿电场线方向的距离，即两等势面之间的距离，根据几何关系可知，相邻两个等势面之间距离为1 cm，电势差为2 V，故电场强度为200 V/m，B错误；
以点C为圆心2 cm为半径作圆，恰好与－4 V和4 V两个等势面相切，故C正确；正电荷从A向E运动电势能增加，动能减少，由于UAB＝UBC，根据动能定理和W＝qU得：A到B和C到D过程电荷损失的动能相等，故选C、D.
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