人教版高中物理选修3-1第一章静电场第6节电势差与电场强度的关系 (PPT共41张)

电势差与电场强度的关系 学习目标： 1.知道匀强电场中电场强度与电势差的关系． 2.能根据等势面与电场线的特点及场强与电势差的关系处理相关问题. 电 场 的 性 质 力的性质 能的性质 对放入其中的电荷产生力的作用 放入其中的电荷具有电势能 移动电荷电场力做功 ？ 电势差与电场强度的关系 如图所示，在匀强电场中，电场强度为E，AB间电势差为UAB，AB间距离为d,电荷q从A点移动到B点． 问题1：静电力做功WAB与UAB有什么关系？ 问题2：匀强电场中电场力的功还可以怎么求？ 结论： 【几点说明】 1.适用条件:匀强电场 2.d—表示两点间沿电场线方向的距离 3.本式不带正负号,U取绝对值。 4.场强的单位:1V/m=1N /C 场强与电势差的关系 【例题1】 如图所示，A、B两点相距10 cm，E＝100 V/m，AB与电场线方向夹角为θ＝120°，则A、B两点间的电势差为_____V. θ 注：d—表示两点间沿电场线方向的距离，也等于过两点等势面间的垂直距离。 U=Ed求的是U的绝对值，正负号另加判断。 答案：－5 【例题2】如图所示，一匀强电场中有一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离都是2cm，则该电场的电场强度为 .V/m，到A点距离为1.5cm的P点的电势为 .V。 【答案】 ★电场强度与电势差关系的进一步理解 (1)方向关系 由图可知，由A点沿AB、AC、AD、AF路径电势均降落，且UAB＝UAC＝UAD＝UAF，其中AB路径电势降落最快．由此可知：电势降落最快的方向是电场强度的方向． (2)数值关系 E＝U/d，即电场强度在数值上等于每单位距离降低的电势． 定量计算时公式只适用于匀强电场，但对于非匀强电场也可以用公式定性分析问题． 例：如图所示电场，同一电场线上有三点A、B、C，其中AB＝BC，比较电势差UAB和UBC的大小． ★对电场线和等势面的进一步理解 1．等势面与电场线一定垂直 2．电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面 3．等差等势面的疏密可以反映电场的强弱 例：图示为某电场中的一组等势面。已知相 邻的两个等势面间的距离为0.1m,则该电 场为 电场，场强大小为____ v/m,方向为_______. 40v 20v 0 -20v E 【例题3】图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20 cm.把一个电荷量q＝10－5 C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3 J，则该匀强电场的电场强度大小和方向是(　　) A．865 V/m，垂直AC向左 B．865 V/m，垂直AC向右 C．1 000 V/m，垂直AB斜向上 D．1 000 V/m，垂直AB斜向下 答案：D 【例题4】 如图示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点电势分别为ΦA=12V,φB=3v,Φc=3v.由此可知D点电势ΦD=______V. A B C D 分析：因为B、C两点的电势 相等,故BC为一等势面,所以 A、D也在一等势面上， ΦD=12V 变化1.若Φc=0,其它条件不变，则ΦD=____V. 变化2.若Φc=-6v,其它条件不变，则ΦD=____V. 电 场 的 性 质 力的性质 能的性质 对放入其中的电荷产生力的作用 放入其中的电荷具有电势能 移动电荷电场力做功 小结： 注：电势与电场强度无直接关系 E大处φ不一定高；φ高处E也不一定大 E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零 【小结】电场强度的计算方法 ——此式适用于点电荷所产生的电场。Q为源电荷。 ——此式适用于任意电场。q为试探电荷。 ——此式适用于匀强电场。d为沿电场线的距离。 练习：带有等量异号电荷、相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场，电场强度E=2×104V/m，方向向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。 （1）C、D两点哪点电势高？两点的电势差UCD等于多少？ （2）如果令B板接地（即电势 =0），则C和D的电势 和 各是多少？如果令A板接地，则 和 各是多少？在这两种情况下，UCD相同吗？ （3）一个电子从C点移动到D点，静电力做多少功？如果使电子先移到P点，再移到D点，静电力做的功是否会发生变化？ B板 A板 P C D 课后第2题 $$