电势差和电场强度GIA.ppt
电势差与电场强度GIA第一张，PPT共二十八页，创作于2022年6月电场的两大性质：电场的两大性质：力的性质：力的性质：能的性质：能的性质：由由电场强度电场强度描述描述可用电场线形象表示可用电场线形象表示 由电势、电势差描述由电势、电势差描述 可用等势面形象表示可用等势面形象表示 第二张，PPT共二十八页，创作于2022年6月电场力（电场力（F=Eq)电场强度（电场强度（E）移动电荷移动电荷q做功做功电势能的变化电势能的变化WAB=qUAB电势差（电势差（UAB=）电势电势？第三张，PPT共二十八页，创作于2022年6月一、匀强电场中电场强度一、匀强电场中电场强度 与电势差的与电势差的大小大小关系关系第四张，PPT共二十八页，创作于2022年6月问题一、如图所示的匀强电场中，把一正点电荷问题一、如图所示的匀强电场中，把一正点电荷q q从从A A移移到到B B若沿场强方向移动电荷若沿场强方向移动电荷,电场力做功大小如何？可以有几电场力做功大小如何？可以有几种计算方法？你能得到什么结论？种计算方法？你能得到什么结论？从力的角度：从力的角度：dABE=FSAB =qEd 从能的角度从能的角度：=qU AB 由由 两式得两式得:U=Ed 第五张，PPT共二十八页，创作于2022年6月问题二、在这个匀强电场中若不沿场强方向移动电荷？电场问题二、在这个匀强电场中若不沿场强方向移动电荷？电场力做功大小如何？力做功大小如何？从力的角度：从力的角度：=FS=FSABABCOSCOS =qEd =qEd d从能的角度：从能的角度：W=qUW=qUABAB 两式得两式得:U=Ed 第六张，PPT共二十八页，创作于2022年6月思考思考1：由：由U=Ed可以得到什么结论？式中的可以得到什么结论？式中的d指的指的是什么？是什么？该式子的适用条件是什么？该式子的适用条件是什么？在匀强电场中，任意两点间的电势之差等于电场强在匀强电场中，任意两点间的电势之差等于电场强度跟这两点沿电场强度方向上的距离的乘积。度跟这两点沿电场强度方向上的距离的乘积。d d必须是沿着场强方向的距离必须是沿着场强方向的距离这个式子只适用于匀强电场。这个式子只适用于匀强电场。第七张，PPT共二十八页，创作于2022年6月思考思考2：这个式子表示什么含义？从式子中可看出这个式子表示什么含义？从式子中可看出E E的单位是什么？的单位是什么？在在匀强电场中，场强等于中，场强等于沿场强方向沿场强方向单位长单位长度上的电势差度上的电势差.E E的单位为的单位为V/m V/m 第八张，PPT共二十八页，创作于2022年6月你能证明电场的单位：1V/m=1N/C吗？-=-=-=-1伏伏1米米U=W/q1焦焦/库库1米米W=FS1牛牛米米1库米1牛牛1库库第九张，PPT共二十八页，创作于2022年6月讨论：计算场强的三个计算公式有何区别第十张，PPT共二十八页，创作于2022年6月二、电场强度的二、电场强度的方向方向 与电势变化的关系与电势变化的关系第十一张，PPT共二十八页，创作于2022年6月这一规律用形象的语言描述：这一规律用形象的语言描述：场强方向就是电势降低场强方向就是电势降低最快最快的方向！的方向！A.BE.BB 结论：结论：沿场强方向，在单位长度上的电势差最大沿场强方向，在单位长度上的电势差最大电势降低方向的一定是场强方向吗？电势降低方向的一定是场强方向吗？第十二张，PPT共二十八页，创作于2022年6月例例1.1.如图，在匀强电场中的如图，在匀强电场中的M M、N N两点距离为两点距离为2 cm2 cm，两点间的电势，两点间的电势差为差为5 V5 V，M M、N N连线与场强方向成连线与场强方向成6060角，则此电场的电场强度多大？角，则此电场的电场强度多大？解：根据 ，得=500 V/m.第十三张，PPT共二十八页，创作于2022年6月例例2 2、水平放置的彼此靠近的两平行金属板分别与电源的正负极、水平放置的彼此靠近的两平行金属板分别与电源的正负极相连接，两极板分别与电源的正负极相连接，两极板相距相连接，两极板分别与电源的正负极相连接，两极板相距5cm5cm，如图所示，有一质量为，如图所示，有一质量为1 1 1010-9-9kgkg、带电量为、带电量为-5-5 1010-12-12C C的的带电物体悬浮其中，若不计空气浮力，要使带电物体处于带电物体悬浮其中，若不计空气浮力，要使带电物体处于平衡状态，则：平衡状态，则：（1 1）应在两极板上加多大的电势差？）应在两极板上加多大的电势差？（2 2）ABAB两极板分别带何种电荷，哪块板的电势高？两极板分别带何种电荷，哪块板的电势高？高压电源FG解：解：第十四张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 实际应用实际应用实际应用实际应用1 1：元电荷的测定：元电荷的测定：元电荷的测定：元电荷的测定密立根油滴实验密立根油滴实验密立根油滴实验密立根油滴实验根据密立根油滴实验装置：你能计算出油滴所带的电荷量吗？根据密立根油滴实验装置：你能计算出油滴所带的电荷量吗？根据密立根油滴实验装置：你能计算出油滴所带的电荷量吗？根据密立根油滴实验装置：你能计算出油滴所带的电荷量吗？调节极板间电压调节极板间电压U恰好使某个油滴悬浮，则：恰好使某个油滴悬浮，则：因而，悬浮油滴的电荷量为：因而，悬浮油滴的电荷量为：通过实验，密立根发现所有油滴所带电量都是通过实验，密立根发现所有油滴所带电量都是元电荷元电荷元电荷元电荷的的整数倍整数倍整数倍整数倍。第十五张，PPT共二十八页，创作于2022年6月实际应用实际应用2：静电植绒第十六张，PPT共二十八页，创作于2022年6月例例3 3、如图所示，、如图所示，A A、B B、C C为一等边三角形的三个顶为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面。点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面。现将电荷量为现将电荷量为1010-8-8C C的正点电荷从的正点电荷从A A点移到点移到B B点，电点，电场力做功为场力做功为310310-6-6J J，将另一电荷量为，将另一电荷量为l0l0-8-8C C的负的负点电荷从点电荷从A A点移到点移到C C点，克服电场力做功点，克服电场力做功310310一一6 6J J。（1 1）ABAB边长为边长为 cmcm，求电场强度。，求电场强度。（2 2）画出该电场电场线）画出该电场电场线ABCEd第十七张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。势差相等。E结论：结论：在匀强电场中沿任意方向电势变化都是均匀的（相同长在匀强电场中沿任意方向电势变化都是均匀的（相同长度对应的电势差相同）度对应的电势差相同）AA问题讨论：问题讨论：1、在匀强电场中沿一条直线上相等距离的两点电势差是否相同？、在匀强电场中沿一条直线上相等距离的两点电势差是否相同？2 2、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是否相、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是否相同同第十八张，PPT共二十八页，创作于2022年6月例例4、A、B、C三点是匀强电场中的三个点，各点的电势分别是三点是匀强电场中的三个点，各点的电势分别是UA=-4V,UB=2V，UC=8V，试画出该匀强电场的电场线分布示意图？试画出该匀强电场的电场线分布示意图？ACB总结：解决这类问题的方法是：总结：解决这类问题的方法是：（1 1）连接三点中电势最高和最低的两点，）连接三点中电势最高和最低的两点，（2 2）在这条连线上找到与第三个点等势的点，从而画出一条等）在这条连线上找到与第三个点等势的点，从而画出一条等势面，这样可以确定电场线的分布势面，这样可以确定电场线的分布D第十九张，PPT共二十八页，创作于2022年6月练一练：如图所示，练一练：如图所示，ABCDABCD是匀强电场中一正方形的四个顶点，是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知已知A A、B B、C C三点的电势分别为三点的电势分别为U UA A=40V,U=40V,UB B=10V=10V，U UC C=0V=0V在图上在图上画出经过画出经过A A点的电场线和经过点的电场线和经过D D点的等势面，由此可得点的等势面，由此可得D D点的电势点的电势U UD D为多少？为多少？ABDC第二十张，PPT共二十八页，创作于2022年6月总结：总结：1、匀强电场中场强与电势差的关系中、匀强电场中场强与电势差的关系中 大小关系：大小关系：E=单位单位v/m 方向关系：电场方向即电势降落最快的方向方向关系：电场方向即电势降落最快的方向2、(1)在匀强电场中沿着任意方向电势变化都是均匀的在匀强电场中沿着任意方向电势变化都是均匀的（相等长度对应的电势差都相等）（相等长度对应的电势差都相等）(2)在匀强电场中，相互平行，相等长度的线段两端电在匀强电场中，相互平行，相等长度的线段两端电势差相等。势差相等。3、用等分法解决求电势的方法、用等分法解决求电势的方法第二十一张，PPT共二十八页，创作于2022年6月例例5 5、某电场沿、某电场沿x x方向的电势分布如图所示，则由图可知下列说法方向的电势分布如图所示，则由图可知下列说法中正确的是（中正确的是（）A A、在、在0 x0 x1 1之间不存在沿之间不存在沿x x方向的电场方向的电场B B、在、在0 x0 x1 1之间存在着沿之间存在着沿x x方向的匀强电场方向的匀强电场C C、在、在x x1 1xx2 2之间存在着沿之间存在着沿x x方向的匀强电场方向的匀强电场D D、在、在x x1 1xx2 2之间存在着沿之间存在着沿x x方向的非匀强电场方向的非匀强电场0 x1x2XUU0第二十二张，PPT共二十八页，创作于2022年6月例例6 6：为使带负电荷的点电荷：为使带负电荷的点电荷q q在一匀强电场中沿直线匀速地在一匀强电场中沿直线匀速地由由A A运动到运动到B B，必须对该电荷施加一个恒力，必须对该电荷施加一个恒力F,F,如图所示，若如图所示，若AB=0.4m,AB=0.4m,=37=37，q=-3q=-3 1010-7-7C,F=1.5C,F=1.5 1010-4-4N N，A A点的电势点的电势U UA A=100V,=100V,不计负电荷受的重力不计负电荷受的重力(1)(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过ABAB两点的等势线，两点的等势线，并标明它们的电势？并标明它们的电势？(2)(2)求求q q在由在由A A运动到运动到B B的过程中电势能的变化量的过程中电势能的变化量BF 第二十三张，PPT共二十八页，创作于2022年6月例例7 7、在匀强电场中，在恒定的外力（该力不是静电力）、在匀强电场中，在恒定的外力（该力不是静电力）作用下，把电荷量为作用下，把电荷量为q=6 q=6 1010-6-6 C C的正电荷从的正电荷从M M点移到点移到N N点，位点，位移是移是10cm10cm，电荷的动能减小了，电荷的动能减小了1.8101.810-3-3J,J,已知已知M M、N N两点间电两点间电势差为势差为U UMNMN=300V,=300V,则在此过程中该力做的功为多少则在此过程中该力做的功为多少J J，该电场的，该电场的电场强度的最小值可能值为电场强度的最小值可能值为V/mV/m？第二十四张，PPT共二十八页，创作于2022年6月3.如图1-41所示为匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D、相邻两点间的距离都是2，则该电场的场强为 ；到A点距离为1.5 的P点的电势为 ；该电场的场强方向为_。10V 0 10V A B C DP600图1-41577V/m-2.5V垂直等势面斜向左上方垂直等势面斜向左上方 第二十五张，PPT共二十八页，创作于2022年6月例例2 2、如图所示为某一电场的电场线，、如图所示为某一电场的电场线，a a、b b、c c为同一电场为同一电场线上的三点，已知线上的三点，已知ab=bcab=bc，且，且a a、c c两点的电势分别为两点的电势分别为Ua=5VUa=5V，Uc=3VUc=3V，则，则b b点的电势可能为（点的电势可能为（）A A、4.2V4.2VB B、4.0V4.0VC C、3.8V3.8VD D、上述三个值都有可能、上述三个值都有可能abc第二十六张，PPT共二十八页，创作于2022年6月练一练：练一练：匀强电场电场线与匀强电场电场线与ACAC平行，把平行，把10-8C10-8C的负的负电荷从电荷从A A点移到点移到B B点，电场力做功点，电场力做功6 6 10-8J,AB10-8J,AB长长6cm6cm，ABAB与与ACAC成成6060 角，求：角，求：(1)(1)电场强度的方向；电场强度为多少？电场强度的方向；电场强度为多少？(2)(2)设设B B处电势为处电势为1V,1V,则则A A处的电势为多少？处的电势为多少？ABC第二十七张，PPT共二十八页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看9/18/2022第二十八张，PPT共二十八页，创作于2022年6月
