第2章 专题：等分法的应用 课件 (共23张PPT) 高一物理鲁科版（2019）必修三

(课件网) 第2章　电势能与电势差 专题：等分法的应用 电场线、等势面与带电粒子运动轨迹问题 2 学会利用等分法确定等势面和电场线。 1 进一步熟悉电场强度的三个表达式及适用条件，并在具体问题中正确选用公式解决有关问题。 3 学会根据电场线或等势面确定带电粒子的受力情况，从而判断其运动轨迹进而判断带电粒子的能量变化。 重点 重难点 电场强度的三个表达式 电场强度的三个表达式的比较： 观察与思考 1.如图所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上作一个半径为10 cm的圆，在圆周上取如图所示的A、B、C三点，已知A、B两点间电势差为1 350 V，(k＝9.0×109 N·m2/C2) (1)求匀强电场的场强大小； 答案　9 000 V/m 由题图知A、B两点沿匀强电场方向的距离 d＝r＋r·cos 60°＝0.15 m， (2)若在圆心O处放置电荷量为10－8 C的正点电荷，求C点电场强度的大小和方向。(结果保留三位有效数字) 答案　1.27×104 N/C　方向与水平方向成45°斜向右上 设正点电荷在C处产生的电场强度大小为E1，则 C处另有匀强电场，场强大小E＝9×103 N/C，方向水平向右，与E1垂直，根据场强叠加原理，C处合电场的场强大小为E′＝ ≈ 1.27×104 N/C，方向与水平方向成45°斜向右上。 等分法确定等势面和电场线 1.“等分法”及其应用原理 在匀强电场中，沿任意一个方向电势降低均是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间的电势差相等，如果把某两点间的距离等分为n段，则每段线段两端点的电势差等于原电势差的 ，像这样采用等分间距求电势的方法，叫作“等分法”。由此可知，在匀强电场中，长度相等且相互平行的线段两端点间的电势差相等。 观察与思考 结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝ ，如图甲所示。 结论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且 ，则UAB＝UCD，如图乙所示。 2.确定电场方向的方法 先由等分法确定电势相等的点，画出等势线，然后根据电场线与等势面垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面。 2.(2023·福建省福州市高二阶段练习)如图所示，在匀强电场中有一平行四边形ABCD，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝12 V，φB＝8 V，φC＝2 V，则D点的电势为 A.8 V B.6 V C.4 V D.1 V √ 由于在匀强电场中，所以UAB＝UDC，即φA－φB＝φD－φC，可得φD＝6 V，故选B。 3.(2023·福建省三明市高二期中)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是 A.电场强度的大小为2.5 V/cm B.坐标原点处的电势为0 C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从c点运动到b点，电场力做功为9 eV √ 因为是匀强电场，ac与Ob平行，故a、c间电势差与O、b间电势差相等，即φc－φa＝φb－φO，可得原点O的电势为1 V，故B错误； b、O间的电势差为16 V，故坐标x＝4.5 cm的点的电势为φO＋ ×4.5＝10 V，连接该坐标 点与a点，该连线即为一条等势线，作Od垂直于该等势线，由几何知识 可以得到Od＝3.6 cm，电场强度的大小为E＝ V/cm＝2.5 V/cm， 故A正确； 电子在a点的电势能Epa＝－eφa＝－10 eV，在b点的电势能Epb＝－eφb＝－17 eV，电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，故C错误； 根据电场力做功公式Wcb＝－eUcb＝－e(φc－φb)＝－9 eV，故D错误。 电场线、等势面与带电粒子 运动轨迹的综合问题 带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法： 1.判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为粒子在该点处的速度方向。 2.判断静电力(或电场强度)的方向：仅受静电力作用时，带电粒子所受静电力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断该点处电场强度的方向。 观察与思考 3 ... ...