高中物理 1.5 電場強度與電勢差的關(guān)系課件 粵教版選修31.ppt

目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 一 探究電場強度與電勢差的關(guān)系如圖所示 在勻強電場中 電荷q從a點移動到b點 1 靜電力做功wab與uab的關(guān)系為wab quab 2 由f qe wab fd qed 3 對比兩種計算結(jié)果 得uab ed 4 公式uab ed的適用條件 e是勻強電場電場強度 d是沿電場方向的距離 5 由公式e 可以看出 電場強度e還有一個單位是伏 米 符號v m 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 兩塊平行金屬板相距10cm 兩板之間電勢差為9 0 103v 試求兩板間勻強電場的電場強度 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 二 電場線與等勢面的關(guān)系1 由wab quab可知 在同一等勢面上移動電荷時因uab 0 所以電場力不做功 電場力的方向與電荷移動方向垂直 2 電場線與等勢面的關(guān)系 1 電場線與等勢面垂直 2 沿電場線方向各等勢面上的電勢減小 3 電場線密的區(qū)域等差等勢面密 電場線疏的區(qū)域等差等勢面疏 為什么在等差等勢面中等勢面越密的地方電場強度越大 答案 根據(jù)公式e 定性分析 在等差等勢面中 對于相等的電勢差u 等勢面越密d就越小 因此電場強度e就越大 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 一 對電場強度三個公式的理解 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 例1 圖中a b c三點都在勻強電場中 已知ac bc abc 60 bc 20cm 把一個電荷量q 10 5c的正電荷從a移到b 電場力做功為零 從b移到c 電場力做功為 1 73 10 3j 則該勻強電場的電場強度大小和方向是 導(dǎo)學(xué)號51120025 a 865v m 垂直ac向左b 865v m 垂直ac向右c 1000v m 垂直ab斜向上d 1000v m 垂直ab斜向下 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 把電荷q從a移到b電場力不做功 說明a b兩點在同一等勢面上 因該電場為勻強電場 等勢面應(yīng)為平面 故圖中直線ab即為等勢線 電場強度方向應(yīng)垂直于等勢面 可見 選項a b錯誤 答案 d 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 多選 下列說法中正確的是 答案 bc 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 二 電場線與等勢面的關(guān)系1 在同一等勢面內(nèi)任意兩點間移動電荷時 電場力不做功 2 在空間沒有電荷的地方兩等勢面不相交 3 等勢面和電場線的關(guān)系 電場線總是和等勢面垂直 且從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面 在電場線密集的地方 等差等勢面也密集 在電場線稀疏的地方 等差等勢面也稀疏 電場線方向是電勢降低最快的方向 4 等勢面和電場線一樣 也是人們虛擬出來的 用來形象描述電場 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 5 幾種常見電場的等勢面 注 圖中帶箭頭實線為電場線 不帶箭頭實線為等勢面 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 如圖所示 a b是同一個等勢面的兩點 把一個電荷 q從a點移到b點 電場力做功多少 這一現(xiàn)象說明了什么問題 答案 因為 a b 所以uab 0 因此 wab quab 0 即在等勢面上移動電荷時電場力不做功 它說明電場力的方向始終與電荷運動方向垂直 即電場線總與等勢面垂直 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 例2 多選 如圖所示 虛線a b c表示電場中的三個等勢面與紙平面的交線 且相鄰等勢面之間的電勢差相等 實線為一帶正電粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡 m n是這條軌跡上的兩點 則下面說法中正確的是 導(dǎo)學(xué)號51120026 a 三個等勢面中 a的電勢最高b 對于m n兩點 帶電粒子通過m點時電勢能較大c 對于m n兩點 帶電粒子通過m點時動能較大d 帶電粒子由m運動到n時 加速度增大思路分析 熟悉等勢面的特點 等勢面一定與電場線垂直 電場線總由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面 同一等勢面上移動電荷電場力不做功 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 由于帶電粒子做曲線運動 所受電場力的方向必定指向軌道的凹側(cè) 且和等勢面垂直 所以電場線方向是由c指向b再指向a 根據(jù)電場線的方向是指電勢降低的方向 故 c b a 選項a錯 帶正電粒子若從n點運動到m點 場強方向與運動方向成銳角 電場力做正功 即電勢能減少 若從m點運動到n點 電場強度方向與運動方向成鈍角 電場力做負功 電勢能增加 故選項b錯 根據(jù)能量守恒定律 粒子的動能和電勢能之和不變 故粒子在m點的動能較大 選項c正確 由于相鄰等勢面之間電勢差相等 因n點等勢面較密 則en em 即fn fm 進一步可知an am 帶電粒子從m點運動到n點時 加速度增大 選項d正確 答案 cd 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 如圖所示 圖中虛線表示某一電場的等勢面 cd為過o點的等勢面的切線 現(xiàn)用非靜電力將負點電荷q從a點沿著直線aob勻速移到b 當(dāng)電荷通過o點時 關(guān)于外力的方向 下列說法正確的是 不計重力 導(dǎo)學(xué)號51120027 a od方向b oc方向c oa方向d 以上說法都不對 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 答案 d解析 由等勢面的性質(zhì)知 該電場在o點的電場強度方向應(yīng)與過o點的切線cd垂直且指向電勢降低的方向 即垂直于cd向右 則負電荷在o點受靜電力方向應(yīng)為垂直于cd向左 由于q勻速運動所以負電荷q受非靜電力的外力方向應(yīng)垂直于cd向右 故a b c三種說法均不對 應(yīng)選d 知識鏈接 案例探究 類題試解 知識鏈接 案例探究 類題試解 如圖所示的電場 等勢面是一簇互相平行的豎直平面 間距均為d 各面電勢已在圖中標(biāo)出 現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0與水平方向成45 角斜向上射入電場 要使小球做直線運動 求 導(dǎo)學(xué)號51120028 1 小球應(yīng)帶何種電荷 電荷量是多少 2 在入射方向上小球最大位移量是多少 電場足夠大 思路分析 解答本題時應(yīng)把握以下兩點 1 先對小球受力分析 確定出小球帶電性質(zhì)和電荷量 2 利用動能定理求小球在入射方向上的最大位移 知識鏈接 案例探究 類題試解 解析 1 作電場線如圖甲所示 由題意可知 只有當(dāng)f與v0在一條直線上時才可能使小球做直線運動 只有小球受到向左的電場力 電場力和重力的合力與初速度才可能在一條直線上 如圖乙所示 所以小球帶正電 小球沿v0方向做勻減速運動 由圖乙知qe mg 相鄰等勢面間的電勢差用u表示 知識鏈接 案例探究 類題試解 知識鏈接 案例探究 類題試解 如圖所示 勻強電場中有a b c三點構(gòu)成等邊三角形 邊長均為4cm 將一所帶電荷量q 1 0 10 10c的正電荷 不計重力 從a點移到c點 電場力做功為 10 9j 若把同一電荷從a點移到b點 電場力做功也為 10 9j 那么該