高中物理选修3-1人教版课件-1电势差与电场强度的关系 17页

第一章 静电场 §1.6 电势差与电场强度的关系 电场力（F=Eq) 电场强度 （E） 移动电荷q做功 电势能的变化 ΔEp=WAB=qUA B 电势差 （ UAB= ） BA  电势（φ） 电场的力的性质 电场的能的性质 场强E是跟电场力F相联系的，而电势差U是跟F 做的功W相联系的。U与E间有何关系呢？ 无直接关系 § 如图所示，一带电量 为+q的试探电荷放在 场强为E的匀强电场中， 它在电场力的作用下 从A点移到B点。不管 沿哪条路径，电场力 做功均为： WAB = qE·AB·cosθ =qE·AC ① 而：WAB = qUAB ② 令AC=d，并联立①②有： E θ 1 2 3 CqEA q+ UAB=Ed 一、在匀强电场中两点间的电势差等于场强与 这两点沿场强方向的距离的乘积。 1、关系式： 2、适用条件：匀强电场 a. 在非匀强电场中，“d”非常 非常小时的狭小空间可近似 认为是匀强电场。 b. “d”为电场中任意两点间距x 沿场强方向的投影长。 A B D EdU  E θ 1 2 3 CqEA q+ 说明： 二、在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强 方向每单位距离上的电势差。 1、关系式： 由上述推导可看出： UAB=UAD=UAC，而 AB>AD>AC。故变化相同的 电势U，沿场强方向（即AC方 向）所需的距离是最短的，也 即电势变化是最快的。 D E CA q+ d UE  沿电场线方向，电势降落最快 CNmC mN m CJmV FlW WU /11 1 1 /1/1 q/        2、电场线方向指向电势降落最快的方向 4、场强的单位：V/m 3、场强的大小反映了电势降落的快慢 1、图为点电荷周围等势面的分布，人们 习惯让两个相邻的等势面间电势差相等，为什 么间距不相等？ 2、若AB=BC，UAB与UBC，哪个较大？ A B C + 练习1：下列关于匀强电场中的场强和电势差 的关系说法正确的是：（ ） A. 任意两点的电势差等于场强和这两点间 距离的乘积。 B. 对同一电场来说，沿电场方向，经任何 相同距离电势降落必相等。 C. 电势降落的方向必是场强的方向。 D. 在相同距离的两点上，电势差大的其场 强也大。 acb E 练习2：如图所示，实线表示电场线，虚线表示 等势线，a、b两点的电势分别为φa= -50V ， φb= -20V，则a、b连线的中点c的电势应为 （ ） A. φc= - 35V B. φc > - 35V C. φc < -35V D. 无法判断 练习3：如图，a、b、c是一条电场线上的三个 点，电场线的方向如图, ab=bc。用φa、φb、 φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势 和场强。下列哪个正确？ A. φa＞φb＞φc B. Ea＞Eb＞Ec C. φa-φb=φb-φc D. Ea=Eb=Ec ● ●● a b c E 练习4：图中A、B、C三点都在匀强电场中， 已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝ 20cm．把一个电量q＝10 -5C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WBC= -1.73×10-3J，则该匀强电场的场 强大小和方向是(　) A．865V/m，垂直AC向左 B．865V/m，垂直AC向右 C．1000V/m，垂直AB斜向上 D．1000V/m，垂直AB斜向下 A BC 60° E 练习5：图中A、B、C为匀强电场中的三点， 已知φA=12V，φB=6V，φC= - 6V，试在方框 中作出该电场线的分布示意图 A C B D F E 练习6：匀强电场中的A、B、C三点构成一边长 为a的等边三角形，如图所示，场强方向平行于 纸面。具有初速度的电子在电场力作用下从B到 A动能减少E0，质子在电场力作用下从C到A动 能增加E0，求匀强电场的场强. A B C E ae E a UE BA 3 32 60sin 0 方向：垂直BC向上 练习7：如图所示，A、B两板相距d=30cm，电 源电压U=60V，B板接地，C点离A板d1=10 cm， D点离B板d2=5cm。求： （1）场强多大？方向如何？ （2）A板及C、D点的电势各为多少？ （3）C、D 两点的电势差多大？ A B · C · D 1、电势差和电场强度的区别: 电场 强度 电势差 物理意义 描述电场 力的特征 描述电场 能的特征 量 性物理公式 单位 E=F/q U=W/q 矢量 标量 V/m V 物理量 3、电势差跟场强的关系U=Ed在实用上很重要。 这是因为没有测量场强的专门仪器，但有测量 电势差（电压）的专门仪器；根据测得的电势 差，利用上述关系便可以算出场强的数值。 2、电势差与场强间有一定的数量关系（U=Ed）； 但电势与场强间没有直接的数量关系。 作业： l 如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电 场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点， D位于电场的中点，且CD＝4cm，CD连线和 场强方向成60°角。已知电子从D点移到C点 的过程中电场力做功为WDC=3.2×10-17J， 求： l （1）匀强电场的场强； l （2）A、B两点间的电势差； l （3）若A板接地，D点电势为多少？ A B 60°C D