高中物理沪科版选修3-1课件：23-研究电场的能的性质(二).pptx

1、第二章学案4研究电场的能的性质(二)目标定位1.理解电势的概念，掌握电势的计算公式.2.知道什么是等势面，掌握等势面的特点.3.掌握电势差与电场强度的关系并会进行有关计算内容索引知识探究达标检测知识探究1一、电势一、电势1.如图1所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A点距O点为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为.电荷量分别为q和2q的试探电荷在A点的电势能各为多少？电势能与电荷量的比值是否相同？图1 答案由EpAEpOWAOEqlcos，知电荷量为q和2q的试探电荷在A点的电势能分别为Eqlcos、2Eqlcos；虽然电势能不同，但电势能与电荷量的比值相同，都为Elcos.2.电势能

2、与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？答案没有关系.3.电场中两点间的电势差与两点的电势之间有怎样的关系？UAB与UBA意义是否相同？答案A、B两点间的电势差与A、B两点的电势的关系为：UABAB同理UBABA所以UABUBA.UAB与UBA所表示的意义不相同.要点总结要点总结1.电势：电荷在电场中某一点的电势能与其电荷量的 .如果用M表示电场中任意一点M的电势，用EpM表示电荷在该处的电势能，则M ，单位为 ，符号为 .2.电势的标量性：电势是 量，只有大小，没有方向，但有正负之分，电势为正表示比零电势 ，电势为负表示比零电势 .3.电势的相对性：零电势点的选取原则：一般选 或 处为零

3、电势点，只有选取了零电势点才能确定某点的电势大小.比值伏特V标低高大地无限远4.电势是描述电场性质的物理量，决定于 本身，与试探电荷_(填“有关”或“无关”).5.判断电势高低的方法：(1)利用电场线：沿着电场线方向电势逐渐_(此为主要方法)；(2)利用公式 判断，即在正电荷的电势能越大处，电势越 ，负电荷电势能越大处，电势越 .6.电势差与电势的关系：UABAB，UBABA，所以UABUBA.电场无关降低高低延伸思考延伸思考选取不同的零电势点，电场中某两点的电势会不同，两点之间的电势差也会随之改变吗？答案不会，电势差与零电势点的选取无关.典型典型例题例题例例1在地面上插入一对电极M和N，将两

4、个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场.恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图2所示，P、Q是电场中的两点.下列说法中正确的是A.P点场强比Q点场强大B.P点电势比Q点电势高C.P点电子的电势能比Q点电子的电势能大D.电子沿直线从N到M的过程中所受电场力恒定不变图2答案解析电场线密的地方电场强度大，所以P点场强比Q点场强小，故A错误；根据沿电场线方向电势降低可知：P点电势一定高于Q点电势，故B正确；P点电势高于Q点电势，即PQ.电势能公式Epq，电子带负电，q0，所以电子在P点的电势能小于在Q点的电势能，故C错误；由于该电场是非匀强电场，E是变化的，由FqE可知，电子所受

5、的电场力是变化的，故D错误.二、等势面二、等势面1.类比地图上的等高线，简述什么是等势面？答案电场中电势相等的点构成的面.2.为什么等势面一定跟电场线垂直？答案在同一等势面上移动电荷时，电势能不变，所以电场力不做功，即电场力方向与等势面垂直，如果不垂直，电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时电场力就要做功，所以等势面一定跟电场线垂直.1.电场中电势相同的各点构成的面叫等势面.2.等势面的特点：(1)在等势面上移动电荷时，电场力 .(2)电场线跟等势面垂直，并且由电势 的等势面指向电势 的等势面.(3)等势面密的地方，电场强度较 ；等势面疏的地方，电场强度较 .(4)任意等势面不

6、相交.要点总结要点总结不做功高低强弱延伸思考延伸思考请大致画出点电荷、等量异号点电荷、等量同号点电荷和匀强电场的等势面.简述它们的特点？答案(1)点电荷的等势面：点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面.(2)等量异号点电荷的等势面：等量异号点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一等势线.(3)等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低.连线上和中垂线上关于中点的对称点等势.等量负点电荷连线的中点电势最高，中垂线上该点的电势最低，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高，连线上和中垂线上关于中点的对称点等势.(4

7、)匀强电场的等势面：匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面.典型典型例题例题例例2空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图3所示，a、b、c、d为电场中的4个点.则A.P、Q两点处的电荷等量同号B.a点和b点的电场强度相同C.c点的电势低于d点的电势D.负电荷从a到c，电势能减少图3答案解析根据题图可知，该电场是等量异号点电荷的电场，故A错误.根据电场的对称性，a、b两点的电场强度大小相等，而方向不同，故B错误.c点所在等势面离P点(正电荷)较d点所在等势面离P点近，c点的电势较高，故C错误.负电荷从a到c，电场力做正功，所以电势

8、能减少，故D正确.三、电势差与电场强度的关系三、电势差与电场强度的关系如图4所示的匀强电场中有A、B两点，A、B两点位于同一条电场线上，B、C连线垂直电场线，已知场强大小为E，A、B两点间的电势差为UAB，A、B间距离为d，电荷q从A点移动到B点，回答下列问题：图4(1)电荷所受电场力是多少？从力和位移的角度计算电场力所做功的大小.通过A、B间的电势差计算电场力做功的大小.答案FqEWABFdqEdWABqUAB(2)比较两次计算的功的大小，电势差与电场强度有何关系？答案UABEd(3)在图2中，如果将电荷从A点移动到C点.再利用(1)问的推导过程试着推导，能获得何结论？(已知AB与AC的夹角

9、为)答案WACqELcos qEd，WACqUAC，UACEd1.匀强电场中两点间的电势差等于_的乘积，即UAB .2.公式UEd只适用于 电场，其中d为A、B两点沿电场方向的距离.3.电场中A、B两点的电势差UAB跟电荷移动的路径，由电场强度E及A、B两点沿电场方向的距离d决定.4.匀强电场中E 说明电场强度在数值上等于沿电场方向 上降低的电势，且场强方向就是电势的方向.由公式得出场强单位是 .要点总结要点总结电场强度与这两点沿电场方向的距离Ed匀强无关每单位距离降低最快V/m5.在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差 ；在匀强电场中，相互平行

10、且长度相等的线段两端点的电势差 .相等相等延伸思考延伸思考公式UEd是在匀强电场中得到的，在非匀强电场中能否适用？答案在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题.典型典型例题例题例例3如图5所示，P、Q两金属板间的电势差为50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d10 cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4 cm.求：(1)P板及A点的电势.答案解析图550 V30 V板间场强方向水平向左，可见Q板是电势最高处.Q板接地，电势Q0，则板间各点电势均为负值.利用公式E 可求出板间匀强电场的场强，再由UEd可求出各点与Q板间的电势差，即可求出各点的电势.Q、A间电势差

11、UQAEd5102(104)102 V30 V所以A点电势A30 V，P点电势PUPQ50 V(2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移5 cm，则A点的电势将变为多少？答案解析10 V当Q板向左平移5 cm时，两板间距离d(105)cm5 cmQ板与A点间距离变为d(104)cm5 cm1 cmQ、A间电势差UQAEd1.01031.0102 V10 V所以A点电势A10 V.典型典型例题例题例例4如图6所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 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.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E100 V/m，则O、P两点

12、的电势差可表示为A.UOP10sin (V)B.UOP10sin (V)C.UOP10cos (V)D.UOP10cos (V)图6答案解析由题图可知匀强电场的方向是沿y轴负方向的.沿着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点的电势，O、P两点的电势差UOP为负值.根据电势差与场强的关系UOPEdERsin 10sin (V)，所以A正确.达标检测21.(对电势差与电场强度的理解)对公式E 的理解，下列说法正确的是A.此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差B.A点和B点间距离越大，则这两点的电势差越大C.公式中的d是指A点和B点之间的距离D.公式中的d是A、B所在的两个等势面间

13、的垂直距离1234答案解析1234公式中的d是指A、B两点沿电场线方向的距离，即A、B所在的两个等势面间的垂直距离.所以B、C均错，D对.2.(对电势和电势差的理解)在电场中A、B两点间的电势差UAB75 V，B、C两点间的电势差UBC200 V，则A、B、C三点的电势高低关系为A.ABC B.ACBC.CAB D.CBA1234答案解析UAB75 V，AB75 V，AB75 V；UBC200 V，BC200 V，CB200 V；CAB.3.(对等势面的理解)(多选)位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内的电势分布如图7所示，图中实线表示等势线，则A.a点和b点的电场强度相同B.正电

14、荷从c点移到d点，电场力做正功C.负电荷从a点移到c点，电场力做正功D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大1234图7答案解析1234等差等势面越密的地方，电场线越密，电场线的疏密表示电场的强弱；正电荷从c点移到d点，电场力做负功；负电荷从a点移到c点，电场力做正功；正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力先做正功后做负功，故电势能先减小后增大.4.(电势差与电场强度关系式的应用)(多选)如图8所示，A、B两板间电压为600 V，A板带正电并接地，A、B两板间距离为12 cm，C点离A板4 cm，下列说法正确的是A.E2 000 V/m，C200 VB.E5 000 V/m，C2

15、00 VC.电子在C点具有的电势能为200 eVD.电子在C点具有的电势能为200 eV1234图8答案解析1234电子在C点具有的电势能为200 eV，C错误，D正确.本课结束仅做学习交流，谢谢！仅做学习交流，谢谢！语文：初一新生使用的是教育部编写的教材，也称“部编”教材。“部编本”是指由教育部直接组织编写的教材。“部编本”除了语文，还有德育和历史。现有的语文教材，小学有12种版本，初中有8种版本。这些版本现在也都做了修订，和“部编本”一同投入使用。“部编本”取代原来人教版，覆盖面比较广，小学约占50%，初中约占60%。今秋，小学一年级新生使用的是语文出版社的修订版教材，还是先学拼音，后学识

16、字。政治：小学一年级学生使用的教材有两个版本，小学一年级和初一的政治教材不再叫思想品德，改名为道德与法治。历史：初一新生使用华师大版教材。历史教材最大的变化是不再按科技、思想、文化等专题进行内容设置，而是以时间为主线，按照历史发展的时间顺序进行设置。关于部编版，你知道多少？为什么要改版？跟小编一起来了解下吧！一新教材的五个变化一、入学以后先学一部分常用字，再开始学拼音。汉字是生活中经常碰到的，但拼音作为一个符号，在孩子们的生活中接触、使用都很少，教学顺序换一换，其实是更关注孩子们的需求了。先学一部分常用常见字，就是把孩子的生活、经历融入到学习中。二、第一册识字量减少，由400字减少到300字。

17、第一单元先学40个常用字，比如“地”字，对孩子来说并不陌生，在童话书、绘本里可以看到，电视新闻里也有。而在以前，课文选用的一些结构简单的独体字，比如“叉”字，结构比较简单，但日常生活中用得不算多。新教材中，增大了常用常见字的比重，减少了一些和孩子生活联系不太紧密的汉字。三、新增“快乐阅读吧”栏目，引导学生开展课外阅读。教材第一单元的入学教育中，有一幅图是孩子们一起讨论西游记等故事，看得出来，语文学习越来越重视孩子的阅读表达，通过读故事、演故事、看故事等，提升阅读能力。入学教育中第一次提出阅读教育，把阅读习惯提升到和识字、写字同等重要的地位。四、新增“和大人一起读”栏目，激发学生的阅读兴趣，拓展

18、课外阅读。有家长担心会不会增加家长负担，其实这个“大人”包含很多意思，可以是老师、爸妈、爷爷、奶奶、外公、外婆等，也可以是邻居家的小姐姐等。每个人讲述一个故事，表达是不一样的，有人比较精炼，有人比较口语化，儿童听到的故事不同，就会形成不同的语文素养。五、语文园地里，新增一个“书写提示”的栏目。写字是有规律的，一部分字有自己的写法，笔顺都有自己的规则，新教材要求写字的时候，就要了解一些字的写法。现在信息技术发展很快，孩子并不是只会打字就可以，写字也不能弱化。二为什么要先识字后学拼音？一位语文教研员说，孩子学语文是母语教育，他们在生活中已经认了很多字了，一年级的识字课可以和他们之前的生活有机结合起

19、来。原先先拼音后识字，很多孩子觉得枯燥，学的时候感受不到拼音的用处。如果先接触汉字，小朋友在学拼音的过程中会觉得拼音是有用的，学好拼音是为了认识更多的汉字。还有一位小学语文老师说：“我刚刚教完一年级语文，先学拼音再识字，刚进校门的孩子上来就学，压力会比较大，很多孩子有挫败感，家长甚至很焦急。现在让一年级的孩子们先认简单的字，可以让刚入学的孩子们感受到学习的快乐，消除他们害怕甚至恐惧心理。我看了一下网上的新教材，字都比较简单，很多小朋友都认识。”语文：初一新生使用的是教育部编写的教材，也称“部编”教材。“部编本”是指由教育部直接组织编写的教材。“部编本”除了语文，还有德育和历史。现有的语文教材，

20、小学有12种版本，初中有8种版本。这些版本现在也都做了修订，和“部编本”一同投入使用。“部编本”取代原来人教版，覆盖面比较广，小学约占50%，初中约占60%。今秋，小学一年级新生使用的是语文出版社的修订版教材，还是先学拼音，后学识字。政治：小学一年级学生使用的教材有两个版本，小学一年级和初一的政治教材不再叫思想品德，改名为道德与法治。历史：初一新生使用华师大版教材。历史教材最大的变化是不再按科技、思想、文化等专题进行内容设置，而是以时间为主线，按照历史发展的时间顺序进行设置。关于部编版，你知道多少？为什么要改版？跟小编一起来了解下吧！一新教材的五个变化一、入学以后先学一部分常用字，再开始学拼音

21、。汉字是生活中经常碰到的，但拼音作为一个符号，在孩子们的生活中接触、使用都很少，教学顺序换一换，其实是更关注孩子们的需求了。先学一部分常用常见字，就是把孩子的生活、经历融入到学习中。二、第一册识字量减少，由400字减少到300字。第一单元先学40个常用字，比如“地”字，对孩子来说并不陌生，在童话书、绘本里可以看到，电视新闻里也有。而在以前，课文选用的一些结构简单的独体字，比如“叉”字，结构比较简单，但日常生活中用得不算多。新教材中，增大了常用常见字的比重，减少了一些和孩子生活联系不太紧密的汉字。三、新增“快乐阅读吧”栏目，引导学生开展课外阅读。教材第一单元的入学教育中，有一幅图是孩子们一起讨论

22、西游记等故事，看得出来，语文学习越来越重视孩子的阅读表达，通过读故事、演故事、看故事等，提升阅读能力。入学教育中第一次提出阅读教育，把阅读习惯提升到和识字、写字同等重要的地位。四、新增“和大人一起读”栏目，激发学生的阅读兴趣，拓展课外阅读。有家长担心会不会增加家长负担，其实这个“大人”包含很多意思，可以是老师、爸妈、爷爷、奶奶、外公、外婆等，也可以是邻居家的小姐姐等。每个人讲述一个故事，表达是不一样的，有人比较精炼，有人比较口语化，儿童听到的故事不同，就会形成不同的语文素养。五、语文园地里，新增一个“书写提示”的栏目。写字是有规律的，一部分字有自己的写法，笔顺都有自己的规则，新教材要求写字的时

23、候，就要了解一些字的写法。现在信息技术发展很快，孩子并不是只会打字就可以，写字也不能弱化。二为什么要先识字后学拼音？一位语文教研员说，孩子学语文是母语教育，他们在生活中已经认了很多字了，一年级的识字课可以和他们之前的生活有机结合起来。原先先拼音后识字，很多孩子觉得枯燥，学的时候感受不到拼音的用处。如果先接触汉字，小朋友在学拼音的过程中会觉得拼音是有用的，学好拼音是为了认识更多的汉字。还有一位小学语文老师说：“我刚刚教完一年级语文，先学拼音再识字，刚进校门的孩子上来就学，压力会比较大，很多孩子有挫败感，家长甚至很焦急。现在让一年级的孩子们先认简单的字，可以让刚入学的孩子们感受到学习的快乐，消除他们害怕甚至恐惧心理。我看了一下网上的新教材，字都比较简单，很多小朋友都认识。”