电势差与电场强度的关系课件.ppt

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1、1.6电势差与电场强度的关系,新人教版物理选修3-1,一、电场的两大性质：,力的性质：,能的性质：,电场强度描述,可用电场线形象表示,由电势描述,可用等势面形象表示,二、场强与电势差的关系,讨论：,1、你认为电场强度与电势差存在着关系吗？为什么？,2、右上图是一个匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为U，A、B之间相距为d。现将一个电量为q的电荷由A移到B，你可以用几种方法计算电场力所做的功？,存在。EFWU,（1）WFdqEd,（2）WqU,即得：UEd 或 EUd,若A、B不在同一条电场线上：,若用d表示A、B沿场强方向上的距离,说明：,只适用于匀强电场,d：沿场强

2、方向的距离,匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场力方向距离的乘积,结论：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。,由上推导得出一个总结论：电势差和电场强度的关系（种说法）,（1）在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积,（2）在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值,（3）电场强度在数值上沿电场方向每单位距离上降低的电势,E=UABd,UAB=E d,说明电场中两点间的电势差，类同于重力场中两点间的高度差：高度差h 跟物体运动的路径无关，只与A、B的位置有关,问题讨论：,答：场强E的方向是电势

3、降落最快的方向。,电场中A、B两点的电势差UAB跟移动电荷的路径有关吗？,答：电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的位置有关。,问题4：单位长度内，沿AB、AB 两个方向，哪个电势降落的快？,应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。,30,15,0,答案:7.5103；-3.8410-16；增加,3、如图所示，a、b是匀强电场中的两点已知两点间的距离为0.4m，两点的连线与电场线成37角，两点间的电势差Uab=2.4103V，则匀强电场的场强大小为E=_V/m，把电子从a点移到b点电场力做功W=_J，电子的电势能将_(填“增大”、“减少”或“不变”),解:因B

4、、C为同一等势面上的两点，所以小球从B运动到C点的过程中，电场力做功为零，由动能定理得,小球从A运动到C的过程中，由动能定理得：,练习以下说法正确的是：A、匀强电场中各处的场强相等，电势也相等；B、场强为零的区域中，电势处处相同；C、沿电场线方向电场强度一定越来越小；D、电势降低的方向就是电场线的方向。,最快,错,错,正确答案:B,练习：图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过a.b两点的等势面的电势分别为40V、20V，那么ab连线的中点的电势值为（）A 等于30V B 大于30VC 小于30V D 无法确定提示:注意是否匀强电场,答案:c,练习：a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是

5、一个矩形的四个顶点电场线与矩形所在平面平行已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如右图所示由此可知c点的电势为()A4 VB8 VC12 V D24 V解析：由匀强电场特点知，在匀强电场中，由于UEd，所以任意一簇平行线上等距离的两点的电势差相等，因此UabUdc，c点电势为8 V，B正确答案：B,【跟踪发散】11：平行的带电金属板A、B间是匀强电场如右图所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V.(1)两板间的场强是多大？(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差多大？(3)若B板接地，

6、P1和P2两点的电势各是多少伏？,(2)P1、P2两点间沿场强方向的距离：d4 cm所以UP1P2Ed1.21034102 V48 V.(3)B板接地，即选B板电势为零，电场中某点的电势就等于这点与B板的电势差，即P1Ed11.21034.5102 V54 V.P2Ed21.21030.5102 V6 V.答案：(1)1.2103 V/m(2)48 V(3)54 V6 V,如右图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间距均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0与水平方向成45角斜向上射入电场，要使小球做直线运动求：(1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？(2)在入射

7、方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大),解析：(1)作电场线如图甲所示，由题意，只有当F与v0在一条直线上时才可能使小球做直线运动只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上，如图乙所示，所以小球带正电，小球沿v0方向做匀减速运动，由,【反思总结】物体做直线运动的条件是合力为零或合力与速度方向在同一直线上，从而确定电场力的大小和方向，可与牛顿第二定律、动能定理、功能关系相结合，解题思路和步骤与力学中完全相同,【练习】如右图所示，两块不带电的竖直平行金属板相距为d，一个重为G的带电小球在重力作用下在两板间竖直下落，此时小球的运动轨迹是AB，当两板间加上电压U时，小球

8、受力方向变成沿BC方向，则此小球所带的电荷量应是(),答案：C,3.如图所示为匀强电场中的一簇等势面，若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2 cm，则该电场的场强为_；到A点距离为1.5 cm的P点的电势为_；该电场的场强方向为_,4.如右图所示，在匀强电场中有A、B两点，间距为2 cm.两点的连线与场强方向成60角，将一个带电量为2105 C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1 J则：(1)在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？(2)A、B两点间的电势差为多少？(3)匀强电场的场强为多大？,答案：(1)0.1 J(2)5 000 V(3)5105 V/m,5水平放置的两平行金属板相距为d，充电后，其间形成匀强电场，一带电荷量为q，质量为m的液滴从下板边缘射入电场，并沿直线恰从上板边缘射出，如下图所示，求两金属板间的电势差为多少？,证明：1V/m=1N/C,-=-=-=-,1伏,1米,U=W/q,1焦/库,1米,W=FS,1牛米,1库米,1牛,1库,小结：,一、电势差与电场强度的关系：,说明：,只适用于匀强电场,d：沿场强方向的距离,二、有关于计算场强的三个公式：,（适用于任何电场）,（只适用于点电荷）,（只适用于匀强电场）,祝同学们学习愉快！,