第六節(jié)-電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系ppt.ppt

1、第六節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 懷仁一中 高二物理組 王亞琪,電場(chǎng)的兩大性質(zhì),力的性質(zhì),能的性質(zhì),由電場(chǎng)強(qiáng)度 E 描述,可用等勢(shì)面形象表示,物質(zhì)存在的兩種方式：實(shí)物和場(chǎng)物理學(xué)的兩條主線:力和能,由電勢(shì) 描述,可用電場(chǎng)線形象表示,電場(chǎng)力（F=qE,電場(chǎng)強(qiáng)度（E,移動(dòng)電荷q做功(是否到零參考點(diǎn),電勢(shì)能的變化(WAB=qUAB,電勢(shì)差（UAB=,電勢(shì),看知識(shí)結(jié)構(gòu)圖,描述能性質(zhì),描述電場(chǎng)力性質(zhì),到零參考點(diǎn)定義:某點(diǎn)電勢(shì),不到零參考點(diǎn)定義兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,電勢(shì)差和E存在怎樣的關(guān)系就是這一節(jié)課所要研究的課題,功能,如圖：表示某一勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面和電場(chǎng)線。 沿場(chǎng)強(qiáng)方向把正電荷q由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn) ，設(shè)A、B兩點(diǎn)間

2、的距離為d， 電勢(shì)差為U，場(chǎng)強(qiáng)為E。則電場(chǎng)力所做的功,從力的角度： = Fd = qEd 從能的角度： = qU 由 兩式得: U = Ed,電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 （通過(guò)下面的例子來(lái)推算,問題一、若沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷,如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，有相距為L(zhǎng)的A、B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成角。則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U = EL，對(duì)不對(duì),從力的角度,AB = FLcos,從能的角度,AB = qUAB,由上兩式得,解析 A、B兩點(diǎn)連線L不沿場(chǎng)強(qiáng)方向 不能直接用U = EL計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,說(shuō)明 根據(jù)電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直這一性質(zhì)，可過(guò)B點(diǎn)作一等勢(shì)面，在等勢(shì)面上找一點(diǎn)B，使A、B的連線沿場(chǎng)強(qiáng)方向

3、。 B、B的電勢(shì)相等 UAB=U AB = E dE UAB = ELcos= E dE或 E = UAB dE,問題二、若不沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷,qELcos,UAB = ELcos (Lcos為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離,由上推導(dǎo)得出一個(gè)總結(jié)論： 電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（種說(shuō)法,1）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩個(gè)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離的乘積,2）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值,3）電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì),E = UABd,UAB = E d,類比v=x/t(速度是位移對(duì)時(shí)間的變化率，位移隨時(shí)間變化越快，則速度越大）知E=

4、U/d(電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)差對(duì)空間位置的變化率，電勢(shì)隨空間位置變化越快，則電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng),注意：U = Ed和E = U/d的適用條件是： （1）勻強(qiáng)電場(chǎng) （2）d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的距離。 單位關(guān)系：1V/m =1N/C 公式： E = U/d、E=F/q 公式單位,1V/m=1J/(C.m)=1N.m/(C.m)=1N/C,關(guān)系式應(yīng)用中注意： (1)電場(chǎng)必須是勻強(qiáng)電場(chǎng) ；在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中可進(jìn)行定性判斷，這時(shí)E指平均電場(chǎng)強(qiáng)度 (2) d的取值應(yīng)為兩點(diǎn)的連線在電場(chǎng)方向投影。 (3)由于本公式闡述的是一個(gè)矢量的大小與另一個(gè)標(biāo)量間的關(guān)系，所以不必要帶公式計(jì)算,正負(fù)另行判斷 (4)本公式并沒有表征電勢(shì)和場(chǎng)

5、強(qiáng)有任何關(guān)系,1下列說(shuō)法正確的是 （ ） A由公式U = Ed 得，在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于 場(chǎng)強(qiáng)與兩點(diǎn)間距離的乘積 B由公式E = U/d得，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向上 兩點(diǎn)間距離越大，電場(chǎng)強(qiáng)度就越小 C在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，任兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積 D公式U = Ed只適用勻強(qiáng)電場(chǎng),D,課堂練習(xí),2、以下說(shuō)法正確的是： A、 勻強(qiáng)電場(chǎng)中各處的場(chǎng)強(qiáng)相等，電勢(shì)也相等； B、 場(chǎng)強(qiáng)為零的區(qū)域中，電勢(shì)處處相同； C、 沿電場(chǎng)線方向電場(chǎng)強(qiáng)度一定越來(lái)越??； D、 電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)線的方向,最快,正確,錯(cuò),錯(cuò),正確答案: B,錯(cuò),3、圖中實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)面， 過(guò)a.b兩點(diǎn)的等

6、勢(shì)面的電勢(shì)分別為40V、20V， 那么ab連線的中點(diǎn)的電勢(shì)值為 （）A 等于30V B 大于30VC 小于30V D 無(wú)法確定,答案 :c,4、兩平行金屬板A、B，接在U4103V的直流電源上，兩板間距離d2cm，正極板接地.電場(chǎng)中a點(diǎn)距離B板為1cm，a,b間距為0.5cm，a,c間距離為1cm，如圖所示.試求： (1)a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大??； (2)a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差； (3)A板電勢(shì)、B板電勢(shì)、 a點(diǎn)電勢(shì)和b點(diǎn)電勢(shì),2105V/m,1103V,4000V、0V、-2000V、-1000V,說(shuō)明電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差， 類同于重力場(chǎng)中兩點(diǎn)間的高度差： 高度差h 跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)， 只與

7、A、B的位置有關(guān),答：場(chǎng)強(qiáng)E的方向是電勢(shì)降落最快的方向,1：電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB跟移動(dòng)電荷的路徑有關(guān)嗎,答：電勢(shì)差UAB 跟移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān)，只與A、B的位置有關(guān),2： 單位長(zhǎng)度內(nèi)，沿AB、 AB 兩個(gè)方向，哪個(gè)電勢(shì)降落的快,討論,問題5：為什么在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，等差等勢(shì)面之間的 距離不相等,結(jié)論,等差等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大，等勢(shì)面疏處場(chǎng)強(qiáng)小,電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義,1)場(chǎng)強(qiáng)E的方向是電勢(shì)降落最快的方向,2)場(chǎng)強(qiáng)E的大小描述沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落的快慢,3)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在一條直線上，相等距離二點(diǎn)間的電勢(shì)差相等,指點(diǎn)迷經(jīng),4）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，任意兩條平行線段上相等距離 的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等,5、空

8、間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì) 在x軸上分布如圖所示，x軸上兩點(diǎn)B、C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度在方向上的分量分別是 、 ，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A 的大小大于 的大小 B 的方向沿 x軸正方向 C電荷在 0點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x方向上的分量最大 D負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功,后做負(fù)功,課堂練習(xí),答案：AD,6、如圖示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為A=12V,B=3v,c=3v.由此可知D點(diǎn)電勢(shì)D=_V,A,B,C,D,分析：因?yàn)锽、C兩點(diǎn)的電勢(shì) 相等,故BC為一等勢(shì)面,所以 A、D也在一等勢(shì)面上， D=12V,變化1.若c=-6v,其它條件不變，則D=_

9、V. 變化2.若c=0,其它條件不變，則D=_V,因?yàn)锳B/DC,所以,即12-3= -（-3）， =6V,方法一,同理：變化2中D點(diǎn)的電勢(shì)為9V,3電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)公式的區(qū)別,區(qū)別,公式,公式含義,適用范圍,是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,任意電場(chǎng),是真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式,真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng),是勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式 （d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離,勻強(qiáng)電場(chǎng),在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系為 電勢(shì)差=電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩個(gè)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離的乘積 UAB = E d 或 E = UABd 結(jié)論 ： 注意：(d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離） 1、電勢(shì)差UAB 跟移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān)，只與A、B的 位置有關(guān)。 2

10、、場(chǎng)強(qiáng)E的方向是電勢(shì)降落最快的方向。 3、應(yīng)用：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩條平行線段上相等距 的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。 4、在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，等差等勢(shì)面之間的距離不相等 等差等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大，等勢(shì)面疏處場(chǎng)強(qiáng)小,小 結(jié),電場(chǎng)強(qiáng)度己學(xué)過(guò)三個(gè)公式有什么區(qū)別呢,30,15,0,如圖所示，兩塊相對(duì)的平行金屬板、與電池相連接，板接地，在距兩板等遠(yuǎn)的一點(diǎn)固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，如果將板向上平移一小段距離，則（） 、點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力減小 、點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力增大 、點(diǎn)電荷的電勢(shì)能減小 、點(diǎn)電荷的電勢(shì)能保持不變,C,4.圖中AB、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知ACBC，ABC=60，BC=20cm把一個(gè)電量q=105C的正電荷

11、從A移到B，電場(chǎng)力做功為零；從B移到C，電場(chǎng)力做功為1.73103J，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是 A865Vm，垂直AC向左 B865Vm，垂直 AC向右 C1000Vm，垂直 AB斜向上 D1000Vm，垂直 AB斜向下,D,5、如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知A，B，C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為 求D點(diǎn)的電勢(shì),試畫出勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線,解：因?yàn)锳B/CD,E,所以,解得,6、如圖所示，一個(gè)動(dòng)能為EK的電子垂直于A板從小孔C進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，能達(dá)到的最大深度為 ，設(shè)電子電荷量為e，A板接地，則B板電勢(shì)為 V,第六節(jié) 電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩個(gè)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離的乘積 UAB = E d 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值 E = UAB d 電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì) 注意： d指沿電場(chǎng)方向距離；（也可說(shuō)兩點(diǎn)間的電勢(shì)面間的距離） 電勢(shì)差UAB 跟移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān)，只與A、B的位置有關(guān) 場(chǎng)強(qiáng)E的方向是電勢(shì)降落最快的方向 應(yīng)用：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間 的電勢(shì)差相等 非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，等差等勢(shì)面之間的距離不相等 等差等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大，疏處場(chǎng)強(qiáng)小 電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)公式的區(qū)別,板書,電 場(chǎng) 力,電場(chǎng)強(qiáng)度,電 勢(shì) 差,電 勢(shì),