【新课标高中同步辅导】2014年高中物理选修3-1课件-1-6

服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]课前自主导学当堂双基达标课堂互动探究课后知能检测教学教法分析教学方案设计6电势差与电场强度的关系服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]●课标要求了解电势差与电场强度的关系．●课标解读1．知道在匀强电场中电势差与电场强度的定量关系，掌握表达两者关系的公式．2．知道电场强度另一个单位“伏特每米”的物理意义．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]●教学地位本节知识是上节内容的延续，同时也是电学的基础，在历年高考中属于考查的重点，既有对单节知识的单独考查，也有与其他知识的综合考查.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]●新课导入建议在匀强电场中，计算电场力做功的方法可用以下两种：W＝qEd和W＝qU，由此可得出在匀强电场中电势差与电场强度的关系．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生⇒步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路⇓服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]步骤7：完成“探究3”重在讲解【规律总结】技巧⇐步骤6：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1”相同⇐步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇐步骤4：教师通过例题讲解总结电势差与电场强度的关系⇓步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]课标解读重点难点1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系UAB＝Ed，并且能够推导出这个关系式．2.知道电场强度的另一种求法，了解场强的另一个单位“伏特每米”的意义．3.会用关系式UAB＝Ed或E＝UAB/d进行有关的计算.1.匀强电场中公式U＝Ed的应用．(重点)2.对公式U＝Ed的正确理解．(难点)服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]匀强电场中电势差和电场强度的关系1．基本知识(1)关系：匀强电场中两点间的电势差等于与这两点距离的乘积．(2)关系式：UAB＝或E＝(3)适用条件：①E为的电场强度．②d为沿的距离．电场强度沿电场方向的EdUABd匀强电场电场方向服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]2．思考判断(1)在电场中相同距离上的两点，电势差大的其电场强度也必定大．()(2)在匀强电场中，沿着电场方向，任何相同距离上的电势降落必定相等．()(3)电势降落的方向必定是电场强度的方向．()×√×服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]3．探究交流若匀强电场中A、B两点连线与电场方向夹角为θ，怎样计算UAB的大小？【提示】设AB长为l，将AB在电场方向投影，则d＝lcosθ，UAB＝Elcosθ.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]电场强度E的另一种表述1.基本知识(1)匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的与两点间沿方向距离的比值．(2)公式：E＝Ud.(3)意义：电场强度在数值上等于沿每单位距离上降低的电势．电势差电场强度电场方向(4)电场强度的单位：或.N/CV/m服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]2．思考判断(1)电场强度公式E＝Ud不仅适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．()(2)在电场中沿电场强度方向电势降低最快．()(3)在匀强电场中电场强度可由E＝Ud来计算，显然E与U成正比与d成反比．()×√×服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]3．探究交流为何说电场强度的两个单位N/C与V/m是相同的？【提示】1V/m＝1J/C·m＝1N·m/C·m＝1N/C.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]对公式U＝Ed和E＝Ud的进一步理解【问题导思】1．电场中A、B两点的电势差UAB跟距离d成正比吗？2．在匀强电场中，沿哪个方向电势降低得最快？服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]1．关系式表明了电场强度与电势差的关系(1)大小关系：由E＝Ud可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势．(2)方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向．(3)物理意义：电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间变化的快慢．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]2．U＝Ed的两个推论(1)在匀强电场中，沿任意一个方向，电势下降都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等．如果把某两点间的距离平均分为n段，则每段两端点间的电势差等于原电势差的1/n.(2)在匀强电场中，沿任意方向相互平行且相等的线段两端点的电势差相等．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]3．在非匀强电场中，公式E＝Ud可用来定性分析问题，由E＝Ud可以得出结论在等差等势面中等势面越密的地方场强就越大，如图1－6－1甲所示．再如图乙所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离ab＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故Uab＜Ubc.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]甲乙图1－6－1服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]如图1－6－2所示，在匀强电场中，电荷量q＝5.0×10－10C的正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点，电场力做功都是3.0×10－8J，已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，ab＝20cm，∠a＝37°，∠c＝90°，求：(1)a、b两点的电势差Uab.(2)匀强电场的场强大小和方向．图1－6－2服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【解析】(1)因为正电荷q从a到b和从a到c，电场力做功相等，所以由W＝qU可得Uab＝Uac，b、c两点在同一等势面上，根据电场线与等势面垂直，得到场强方向与ac平行，垂直指向bc.Uab＝Wabq＝3.0×10－85.0×10－10V＝60V(2)由U＝Ed可得E＝Ud＝Uab·cos37°＝600.2×0.8V/m＝375V/m场强方向平行于ac，垂直指向bc边向右．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【答案】(1)Uab＝60V(2)E＝375V/m方向与bc边垂直且由a指向c服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]1．(2013·沈阳一中检测)如图1－6－3所示，实线表示电场线，虚线表示等势面，A、B两点的电势分别为φA＝－50V，φB＝－20V，则A、B连线的中点C的电势φC应为()A．φC＝－35VB．φC－35VC．φC－35VD．无法判断图1－6－3服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【解析】由题图可知，这是一个非匀强电场，且EBEA.若此电场为匀强电场，则φC＝－35V．此电场中EBECEA，即从B到C的过程中每单位距离上的电势降落要比从C到A的过程中每单位距离上的电势降落小，故φC－35V．因此正确选项为B.【答案】B服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]对电场强度E的进一步理解【问题导思】1．电场中电势为零的地方场强就一定为零吗？2．电场中场强为零的地方电势一定为零吗？服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]1．关于场强E的几个表达式公式适用范围说明E＝F/q任何电场定义式，q为试探电荷的电量E＝kQ/r2真空中点电荷的电场Q为场源电荷的电量，E表示跟点电荷相距r处的某点的场强E＝U/d匀强电场U为沿电场线方向上相距为d的两点间的电势差服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]2.关于电场强度与电势的理解(1)电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为不为零取决于电势零点的选取；电势为零的地方电场强度也不一定为零．如把点电荷产生的电场中某点定为电势零点，但该点电场强度不为零，无穷远处场强和电势都可认为是零．(2)电场强度相等的地方电势不一定相等，如在匀强电场中场强处处相等，但各点电势不等．(3)电势相等的地方电场强度不一定相等．如在等量的异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂面是一个等势面，但场强不相等．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]如图1－6－4所示，A、B两平行金属板间的匀强电场的场强E＝2×105V/m，方向如图所示．电场中a、b两点相距10cm，ab连线与电场线成60°角，a点距A板2cm，b点距B板3cm，求：(1)电势差UAa、Uab和UAB；(2)用外力F把电荷量为1×10－7C的正电荷由b点匀速移动到a点，那么外力F做的功是多少？图1－6－4服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【解析】(1)UAa＝E·dAa＝2×105×0.02V＝4×103V.Uab＝E·dab＝2×105×0.1×cos60°V＝1×104V.UAB＝E·dAB＝2×105×(0.02＋0.1×cos60°＋0.03)V＝2×104V.(2)据动能定理得WF＋W电＝0，所以WF＝－W电＝－qUba＝qUab＝1×10－7×1×104J＝1×10－3J.【答案】(1)4×103V1×104V2×104V(2)1×10－3J服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]2．(2010·上海单科)三个点电荷电场的电场线分布如图1－6－5所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φb，则()A．EaEb，φaφbB．EaEb，φaφbC．EaEb，φaφbD．EaEb，φaφb图1－6－5服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【解析】由图可以看出a处电场线更密，所以EaEb，根据对称性，a处的电势应与右侧负电荷附近对称点的电势相等，再根据沿电场线方向电势降低可以判定φbφa，故C项正确．【答案】C服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]综合解题方略——匀强电场中的综合问题如图1－6－6所示，两个大平行金属板M、N间距离d＝1.2cm，两板接在电压U＝240V的电源上，M板接地，板间A点距M板0.2cm，B点距N板0.5cm.一个q＝－3×10－4C的电荷放在A点处，试求：图1－6－6服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1](1)该电荷在A点所受的静电力；(2)该电荷在A点所具有的电势能和A点的电势；(3)若该电荷由A点运动到B点，静电力做多少功，是正功还是负功？【审题指导】由E＝UABd或UAB＝Ed可确定匀强电场的场强或电势差的大小．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【规范解答】(1)平行金属板间为匀强电场，且方向竖直向上，电场强度大小为E＝Ud＝2401.2×10－2V/m＝2.0×104V/m，所以电荷在A点所受的静电力F＝qE＝3×10－4×2.0×104N＝6N，方向竖直向下．(2)金属板M的电势为零，即φM＝0，则有UMA＝EdMA＝2.0×104×0.2×10－2V＝40V又因UMA＝φM－φA，服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]所以φA＝－40V.电荷在A点的电势能EpA＝qφA＝－3×10－4×(－40)J＝1.2×10－2J.(3)电荷从A点运动到B点，静电力做的功为WAB＝－qEdAB，又因dAB＝d－dBN－dAM＝0.5cm，解得WAB＝－3×10－2J，为负功．【答案】(1)6N，