第五节 电势差及其与电场强度的关系（教学课件）物理粤教版2019必修第三册

第五节 电势差与电场强度的关系 粤教版（2019）高中物理必修第三册 第一章 静电场的描述 @HY 复习回顾 电势差 U与E关系 A B mg hA hB hAB 在地理位置中的A、B两点 2.选取不同的参考平面，从A到B重力做的功是否改变？ 1.分别选取地面和B所在的平面为参考平面，A、B两点的高度差是否改变？ 3.影响重力做功大小的是A、B两点的高度值，还是A、B两点之间高度的差值呢？ 复习回顾 电势差 U与E关系 某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功多少的因素是A点或B点的电势值呢？还是A、B两点之间电势的差值呢？ A B F E 类比思考： 复习回顾 电势差 U与E关系 + F E A B 在电场中两点间 ？ ？ ？ 0 1. 定义：我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。 UAB=A－B UBA=B－A UAB=－UBA 2.单位：伏特 V 复习回顾 电势差 U与E关系 思考：如图,A、D两点的电势差为多少？C、D两点间电势差为多少? UAD和UCD哪个大？ 电势差的正负只表示这两点间电势的高低，不表示电势差的大小。 复习回顾 电势差 U与E关系 A B F E WAB=－Ep ＝EpA－EpB ＝qA－qB ＝q(A－B) ＝qUAB 适用于恒力和变力做功 电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值 电荷q从A点移动到B点，求电场力做的功 【例1】　有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4 J，从B点移到C点时，电场力做功9×10－4 J。求：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？ 复习回顾 电势差 U与E关系 1、如图所示：匀强电场的电场强度为E，电荷q从A点移到B点，A、B之间的电势差为UAB，距离为d，试分析电势差与电场强度的关系。 解析：由功的定义可得: 由电场力做功与电势差的关系得: 由以上两式可得： 探究电势差与电场强度的关系 以做功为桥梁 A B q E 复习回顾 电势差 U与E关系 探究电势差与电场强度的关系 2、若A、B不在同一条电场线上，是否还能得出以上结论？如图所示（自己尝试推导）,已知A、B之间的电势差为，距离为，沿电场线方向的距离为。 静电力做的功 解析： 得： E A B q l d θ 复习回顾 电势差 U与E关系 匀强电场中电势差和电场强度的关系 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线方向的距离的乘积。 匀强电场的场强 两点间的电势差 沿电场线方向的距离 表达式： 适用范围：只适用于匀强电场，对于非匀强电场，可做定性判断。 复习回顾 电势差 U与E关系 UAB=Ed （1）d是指沿电场强度方向的距离。 （2）φ-x图像斜率的意义 φ x O E=U/d=Δφ/Δx，电场强度描述的是电势随空间位置变化的快慢，电场强度是电势对空间位置的变化率。 【例题2】若一匀强电场的场强为 1.0×104 V/m，在平行于电场的平面上画半径为 10 cm 的圆，在圆周上取三点A、B、C ，如图所示。请分别计算A、B 间和B、C 间的电势差。 1．电场中A、B两点间的电势差 ，一电荷量 的点电荷从A点运动到B点，该点电荷的电势能减少（　　） A． B． C． D． C 课堂练习 2．如图所示，在圆心O为正点电荷Q的电场中有1、2、3三个点，以下说法正确的是（　　） A．1、2两点的电场强度方向相同 B．2、3两点的电势相同C．将正的试探电荷分别从“1”移动到“2”和“3”，电场力做功相同D．电势差的大小关系满足U21>U13 D 课堂练习 3．如图是一个匀强电场的等势面示意图，每两个相邻的等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是(　　)A．竖直向下，E＝100 V/mB．水平向左，E＝100 V/mC．水平向左，E＝200 V/mD．水平向右，E＝200 V/m B 课堂练习 4．如图，三条曲线表示三条等势线，其电势φC＝0，φA＝φB＝10 V，φD＝－30 V，将电荷量为q＝1.2×10－6 C 的正电荷在该电场中移动。(1)把这个电荷从C 移到D ，电场力做功多少？(2)把这个电荷从D 移到B 再移到A，电势能变化多少？ 【解析】　 (1)UCD＝φC－φD＝30 VWCD＝qUCD＝1.2×10－6×30 J＝3.6×10－5 J。(2)UDA＝φD－φA＝－30 V－10 V＝－40 VWDA＝qUDA＝1.2×10－6×(－40) J＝－4.8×10－5 J所以电势能增加了4.8×10－5 J。 课堂练习 $$