高中物理人教版 (2019)必修第三册2 电势差示范课ppt课件

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4.电势能、电势、电势差、静电力做功的关系:WAB=EpA-EpB=qφA-qφB=qUAB。5.对电势差的理解(1)电场中两点间的电势差由电场本身的性质及两点的位置决定。在确定的电场中,两点间的电势差有确定的值,与零电势点的选取无关。(2)电势差是标量,有正负,无方向。正负表示电势的高低,比如UAB=-6 V,说明A点电势比B点电势低6 V。(3)电场中某点的电势可以看成是该点与零电势点的差值。
1.等势面:电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。2.等势面的特点(1)在同一等势面上,任何两点的电势都相等,所以在同一等势面上移动电荷时,静电力不做功。(2)电场线一定与等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。(3)等差等势面越密集处,电场强度越大。(4)任意两个等势面不相交、不相切。
知识辨析1.鸟儿落在高压线上却安然无恙,是因为鸟体不导电吗?2.以点电荷为球心、r为半径的球面上各点的电势、电场强度均相同吗?3.电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关,这种说法对吗?
一语破的1.不是。鸟儿落在高压线上却安然无恙,是因为鸟两爪间的电势差几乎为零。2.电势相同,电场强度不相同。以点电荷为球心、r为半径的球面是等势面,各点电势相等;但电场强度是矢量,各点场强大小相等,方向不同,即场强不同。3.不对。两点间的电势差由电场本身和两点的位置决定,与零电势点的选取无关。
1.利用等势面确定物理量(1)由等势面可判断电场中各点电势的高低。(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时电场力做功的情况及电势能的变化。正电荷由高等势面移到低等势面,电场力做正功,电势能减少;负电荷由高等势面移到低等势面,电场力做负功,电势能增加。(3)由于等势面和电场线垂直,已知等势面分布可绘制电场线,从而确定电场大体分布。(4)由等差等势面的疏密,可以定性地比较电场中两点场强的大小。在同一电场中,等差等势面密处,场强大。
2.“三线”(等势线、电场线、轨迹)的综合分析(1)首先关注“速度线与力线”:速度线——运动轨迹上某位置的切线;力线——轨迹上某位置处沿电场线的切线或等势线的垂线指向轨迹的凹侧。如图所示,实线为一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,带电粒子由P点运动到Q点,可在P点处(两线的交点处)作出轨迹的切线即粒子经过P点时的速度方向,再作等势线的垂线即电场线,电场力沿电场线切线方向且指向轨迹的凹侧。若图中虚线a、b、c代表电场线,则电场力沿电场线指向轨迹凹侧。
若带电粒子的电性已知,则可以根据电场力方向判断电场的方向;若电场的方向已知,则可以根据电场力方向判断电荷的正负;根据沿着电场线方向电势降低,可判断各点电势的高低。(2)然后根据力与速度的夹角确定电场力做功的情况,进而确定动能、电势能和粒子速度大小的变化情况。如上图中,若虚线为等势线,电场力与速度的夹角为锐角,电场力做正功,粒子的电势能减小,动能增加,速度增大;若虚线为电场线,电场力与速度的夹角为钝角,电场力做负功,粒子的电势能增加,动能减小,速度减小。特别说明    在静电场中,只有电场力做功时,粒子的电势能与动能的总和不变,动能大则电势能小,动能小则电势能大。
典例　如图所示,金属板带有等量异种电荷,板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示【1】,已知该平面内P、O连线为等势线,且与电场线上两点M、N的连线垂直【2】。一带电油滴在O点处于静止状态【3】。则 (　    ) A.若将油滴置于P处,仍能静止B.若将油滴从M处释放,将沿电场线运动至N处C.M点的电势一定比N点的高D.油滴在M点的电势能一定比在N点的小
信息提取    【1】电场线的疏密表示场强大小,据此判断P、O两点电场强度的大小关系。【2】P、O两点电势相等,M、N两点电势不相等。【3】带电油滴在O点所受合力为零。
思路点拨　解答本题三步走:
解析    带电油滴在O点处于静止状态,说明在O点其所受的电场力与重力大小相等、方向相反;由电场线的分布可知,P点的电场强度大于O点的电场强度,即EP>EO,则带电油滴在P点所受的电场力大于重力,若将油滴置于P处,油滴不会处于静止状态,A错误。带电油滴受到重力和电场力的作用,重力与电场力的合力的方向时刻在变化,根据物体做曲线运动的条件可知, 油滴不会沿电场线运动到N处,B错误。沿着电场线的方向电势逐渐降低,由于电场线的方向未知,故M、N点电势高低也是未知的,C错误。若油滴带负电,则上极板带正电,φM>φN,根据Ep= φq可知EpM

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