电势差与电场强度的关系课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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,）,W,Fd,qEd,（,2,）,W,qU,即得：,U,Ed,或,E,U,d,若,A,、,B,不在同一条电场线上：,A,.,.,B,E,.,B,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,= U,AB,d,U,AB,= E d,E,A,B,L,B,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,的方向是电势降落最快的方向。,电场中,A,、,B,两点的电势差,U,AB,跟移动电荷的路径有关吗？,答：电势差,U,AB,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。,1,、如图，,a,、,b,、,c,是一条电场线上的三个点，电场线的方向由,a,到,c,a,、,b,间的距离等于,b,、,c,间的距离。用,a,、,b,、,c,和,E,a,、,E,b,、,E,c,分别表示,a,、,b,、,c,三点的电势和场强。下列哪个正确？,A.,a,b,c,B.,E,a,E,b,E,c,C.,a,b,=,b,c,D.,E,a,=,E,b,=,E,c,课堂练习：,a b c E,2,、在电场强度为,600 N/C,的匀强电场中，,A,、,B,两点相距,5 cm,，若,A,、,B,两点连线是沿着电场方向时，则,A,、,B,两点的电势差是,_ V,。若,A,、,B,两点连线与电场方向成,60,角时， 则,A,、,B,两点的电势差是,_V,；若,A,、,B,两点连线与电场方向垂直时，则,A,、,B,两点的电势差是,_V,。,30,15,0,答案,:7.510,3,；,-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,U,ab,=2.4,10,3,V,，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,”,),4,、如图，在光滑绝缘竖直细杆上,套有一小孔的带电小球，小球质量为,m,，带电荷量为,-q,，杆与以正电荷,Q,为圆心的某一圆周交于,BC,两点，小球从,A,点无初速释放,AB=BC=h,，小球滑到,B,点时速度大小为,，求小球滑到,C,点时速度的大小及,AC,两点间的电势差,.,解,:,因,B,、,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,(,),A,4 V,B,8 V,C,12 V D,24 V,解析：,由匀强电场特点知，在匀强电场中，由于,U,Ed,，所以任意一簇平行线上等距离的两点的电势差相等，因此,U,ab,U,dc,，,c,点电势为,8 V,，,B,正确,答案：,B,【,跟踪发散,】,1,1,：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,P,1,和,P,2,两点，,P,1,点离,A,板,0.5 cm,，,P,2,点离,B,板也是,0.5 cm,，,P,1,和,P,2,两点间的电势差多大？,(3),若,B,板接地，,P,1,和,P,2,两点的电势各是多少伏？,(2)P,1,、,P,2,两点间沿场强方向的距离：,d,4 cm,所以,U,P,1,P,2,Ed,1.2,10,3,4,10,2,V,48 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,P1,Ed,1,1.2,10,3,4.5,10,2,V,54 V.,P2,Ed,2,1.2,10,3,0.5,10,2,V,6 V.,答案：,(1)1.2,10,3,V/m,(2)48 V,(3)54 V,6 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,v,0,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,v,0,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,v,0,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,2,10,5,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)510,5,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！,