07 电势差与电场强度关系-2021-2022学年高二物理实用教学课件

必修3 第十章 静电场中的能量 电势差与电场强度关系 10.3 请参看最后一页课件使用说明 1. 电场强度与电势的关系 (3)沿电场方向电势降低最快 (1)E大处φ不一定高，φ高处E不一定大 (2)E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零 2. 电场强度与电势差的关系 U=Ed ① d为两点间沿场强方向的投影距离 3.推沦 ②只适用于匀强电场的计算 在匀强电场中，任意两条等长平行线段两端的电势差相等. 4.电场强度的三个公式 E= F q 适用于任何电场 E = k Q r2 适用于点电荷的电场(真空中) E= U d 适用于匀强电场 E= U d 或 理解： ③1V/m=1N/C 分析 E与φ 分析 φ降最快 引入 两大性质 例2 例3 例1 分析 E与U关系 分析 推论 讨论 电场可能性 例4 电场的两大性质 ①力的性质： ②能的性质： 由电场强度描述 可用电场线形象表示 由电势、电势差描述 可用等势面形象表示 问题： 两种性质有何关系？ 返回主页 A B A B E大处φ____ E大处φ___ E大处φ不一定高，φ高处E不一定大 高 低 结论1： 问题1： 电场强度大的电势一定高吗？反之又如何呢？ 电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？(规定无穷远处为零电势点 ) O O 对O点： E__0，φ__ 0 = ≠ 对O点： E __0，φ__ 0 = ≠ E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零 问题2： 结论2： 电场强度与电势 返回主页 C E B A 实线：电场线 虚线：等势线 D 沿电场方向电势降低最快 结论: UAB=UAD=UAC 沿AB方向距离最短 在AB、AD、AC三线段中 AB方向又是场强方向 沿电场方向电势降低最快 电场方向与电势降低的关系 返回主页 匀强电场中电势差与电场强度的关系 从力的角度： W = Flcosθ= qEd 从能的角度： W= qU 由 以上得: 　 l A B E d θ U = Ed 如图，一正电荷在匀强电场中从A点运动到B点，电场力对电荷做的功： E= U d 或 (1)d是A、B两点沿着电场方向的投影距离 注意点: (2)适用条件：匀强电场。 (也可用于非匀强电场的定性分析) 返回主页 就 在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差有何关系？ 问题： 匀强电场的一个推论 E B A D C θ θ 由于 AB∥CD， 所以它们与电场线的夹角相等，设为θ UAB=ELcosθ 设AB=CD=L UCD=ELcosθ 故有 UAB= UCD 推论： 在匀强电场中，任意两条等长平行线段两端的电势差相等. 返回主页 如图所示，电场线为相互平行间距不等的直线，这种电场有无可能？请说明理由。 E 不可能 答案: 思考与讨论 返回主页 例题1 如图，实线为匀强电场的电场线， AC与电场线平行，把10-8C的负电荷从A移至B电场力做功6×10-8J， AB长6cm，求： (1)场强的方向和大小？ (2)设B处电势为1V，则A处电势为多少？ (3)电子在A点电势能为多少？ (1)斜向下, (2)－5V 200V/m (3)5eV 答案: (8×10-19J) A B C 60° 返回主页 例题2 如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为φa＝－50 V，φb＝－20 V，则a、b连线的中点c的电势φc应为(　　) A．φc＝－35 V B．φc＞－35 V C．φc＜－35 V D．无法判断 B 返回主页 例题3 如图，匀强电场中四点A、B、C 、D构成一个矩形，AB长20cm、AD长10cm，把电荷量q=－2×10－10C的点电荷由A点移到B点，克服电场力做功4.8×10－9J；再由B点移到C点电场力做功2.4×10－9J ，若取C点的电势为零. (1)A、B、D各点的电势分别为 _______、_______、_______. (2)电场强度的大小为__________ ， 方向________________________. 12V 24V －12V 与BC成45°斜向左下方 B C D A (3)矩形中点的电势为____. 6V 120 V/m 2 返回主页 例题4 如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各面电势已在图