高中物理 电势差与电场强度的关系1精品课件 新人教选修3.ppt

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1、2021/8/11 星期三1复习回顾复习回顾电场的两大性质：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 2021/8/11 星期三2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？2021/8/11 星期三3问题问题1 1：电场强度大的地方电势是否一定高？反：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？之又如何呢？E E大处大处高高 E

2、E大处大处低低E E大处大处不一定高；不一定高；高处高处E E不一定大不一定大 探究电势与电场强度的关系2021/8/11 星期三4E大处不一定高；高处E也不一定大问题问题2 2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？之又如何呢？（若规定无穷远处为零电势点（若规定无穷远处为零电势点 ）对对O O点：点：E=0E=0，0 0 .O O对对O O点：点：=0=0，E 0 E 0 E E为零处为零处不一定为零，不一定为零，为零处为零处E E不一定为零不一定为零 探究电势与电场强度的关系2021/8/11 星期三5探究电势差与电场强度的关系问题一、若沿场强方

3、向移动电荷问题一、若沿场强方向移动电荷从力的角度：从力的角度：dABE=Fd=qEd 从能的角度从能的角度：=qU 由由 两式得两式得:U=Ed 2021/8/11 星期三6问题二、若不沿场强方向移动电荷？问题二、若不沿场强方向移动电荷？A.BE.BB 若用若用d d表示表示A A、B B沿场强方向上的距离沿场强方向上的距离，则：则：说明：说明：只适用于匀强电场只适用于匀强电场 d d：沿场强方向的距离：沿场强方向的距离匀强电场中两点间的电势差等于场强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与这两点间沿电场力方向距离的乘积Ld2021/8/11 星期三7思考题思考题 ，

4、这个式子，这个式子由由表示什么含义？从式子中可看出表示什么含义？从式子中可看出E E的单位是什么？的单位是什么？在在匀强电场匀强电场中，场强在数值上等于中，场强在数值上等于沿场强沿场强方向方向每单位距离上的电势差每单位距离上的电势差.E E的单位为的单位为V/mV/m （1 V/m=1 N/C 1 V/m=1 N/C）2021/8/11 星期三81下列说法正确的是（）A由公式U=Ed 得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积B由公式E=U/d得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小C在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积D公式U=Ed只适用匀强电

5、场D2021/8/11 星期三92.如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm，两点间的电势差为5 V，M、N连线与场强方向成60角，则此电场的电场强度多大？解：根据 ，得=500 V/m.2021/8/11 星期三10例例3 3、两块相同的金属板、两块相同的金属板A A、B B水平地平行放置，两水平地平行放置，两板的正对面相距板的正对面相距30cm30cm，A A、B B板分别跟电源的正、负板分别跟电源的正、负极相连接，电源的电压为极相连接，电源的电压为60V60V，如图所示，求：，如图所示，求：（1 1）两板间电场的场强的大小和方向。）两板间电场的场强的大小和方向。（2 2）若）若A A

6、板接地，则板接地，则B B板电势为多大？板电势为多大？（3 3）若）若C C点离点离A A板的距离板的距离10cm,D10cm,D点离点离B B板的距离为板的距离为15cm,15cm,则则C C、D D两点间的电势差为多少两点间的电势差为多少AB.D答：略答：略2021/8/11 星期三111 1、场强、场强E E的方向是的方向是电势降落最快电势降落最快的方向的方向。问题1：单位长度内，沿AB、AB 两个方向，哪个电势降落的快？问题与讨论：A.BE.BB 2021/8/11 星期三12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。E应用：在匀强电场中，一条线上相等距离的两点间的电势

7、差相等。AA2021/8/11 星期三13问问题题2 2：非非匀匀强强电电场场中中，等等差差等等势势面面之之间间的的距距离离相等吗？相等吗？结论：结论：答答:不不相等相等3.等差等势面密处场强大，等势面疏处等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小场强小+等势面等势面场电线电场线2021/8/11 星期三143.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 2021/

8、8/11 星期三152021/8/11 星期三163电场强度三个公式的区别：电场强度三个公式的区别：区别区别公式公式含义公式含义 适用范围适用范围 E=FqE=kQr2E=Ud是电场强度的定义式是电场强度的定义式 任意电场任意电场 是真空中点电荷电场的场是真空中点电荷电场的场强计算公式强计算公式 真空中点电荷真空中点电荷电场电场 是匀强电场的场强的计算公式是匀强电场的场强的计算公式（d为沿场强方向的距离）为沿场强方向的距离）匀强电场匀强电场 2021/8/11 星期三171、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

9、强度一定越来越小；D、电势降低的方向就是电场线的方向。课堂练习B2021/8/11 星期三182如图1375所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则（）Aa点的场强一定大于b点的场强 Ba点的电势一定高于b点的电势 Ca、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强)Da、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功BD2021/8/11 星期三19例题例题3 3：如图示，：如图示，A A、B B、C C、D D是匀强电场中一是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知正方形的四个顶点。已知A A、B B、C C三点电势分三点电势分别为别为A A=

10、12V,=12V,B B=3v,c=3v.=3v,c=3v.由此可知由此可知D D点电势点电势D D=_V.=_V.ABCD分析：因为分析：因为B B、C C两点的电势两点的电势相等相等,故故BCBC为一等势面为一等势面,所以所以A A、D D也在一等势面上，也在一等势面上，D D=12V=12V变化变化1.1.若若c=-6v,c=-6v,其它条件不变，则其它条件不变，则D D=_V.=_V.变化变化2.2.若若c=0,c=0,其它条件不变，则其它条件不变，则D D=_V.=_V.2021/8/11 星期三20A 12VB 3VC -6VD?V因为因为12-3=3-(-6),所以所以B与与AC

11、中点处电势中点处电势相等相等,即即BD在同一等势面上，故为在同一等势面上，故为3VPE2021/8/11 星期三21A 12VB 3VCD 0?VPQE2021/8/11 星期三22巩固练习：巩固练习：1.下列说法正确的是下列说法正确的是:()A.任意两点间的电势差等于场强和这两点任意两点间的电势差等于场强和这两点 距离的乘积距离的乘积.B.沿电场线方向沿电场线方向,任何相同距离上的电势降任何相同距离上的电势降 落可能相等。落可能相等。C.电势减小的方向必为场强的方向。电势减小的方向必为场强的方向。D.在相同距离的两点上在相同距离的两点上,电势差大的其场强电势差大的其场强 也大也大.2021/

12、8/11 星期三23提高练习：提高练习：1.图示为匀强电场中的一组等势面。已知相图示为匀强电场中的一组等势面。已知相邻的两个等势面间的距离为邻的两个等势面间的距离为0.1m,则匀强电则匀强电场的场强大小为场的场强大小为_v/m,方向为方向为_.40v20v 0-20vE2021/8/11 星期三242.2.图示，图示，A A、B B、C C为匀强电场中的三点为匀强电场中的三点,它们的连它们的连线组成一个直角三角形，且线组成一个直角三角形，且BC=4cm,AB=5cm.BC=4cm,AB=5cm.当把当把电量为电量为-210-210-9-9C C的点电荷从的点电荷从B B点移到点移到C C点的过程点的过程中中,电场力做功电场力做功8 108 10-9-9J,J,而把该点电荷从而把该点电荷从A A点移点移到到B B点需克服电场力做功点需克服电场力做功8 108 10-9-9J,J,则电场强度则电场强度为多大为多大?BCEA2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26