教科版高中物理必修第三册第一章第6节电势差与电场强度的关系.ppt

1.6 电势差与电场强度的关系 温故知新 电场 力的性质 能的性质 电场强度 电势差 可见电场强度和电势差都反映了电场的性质，那么它们之间有什么联系呢？ 【例题】如图所示，匀强电场的电场强度为E，A、B两点在同一条电场线上，但在两个不同的等势面上，它们之间的距离为d，电势差为UAB，求场强与电势差的关系。 探究场强与电势差的关系 E W=qUAB, F=Eq. W=Fd=Eqd UAB=Ed d F q A B 问题一： E 问题二：在场强为E的匀强电场中，其中AB=S,AC=d；AB和AC的夹角为a.将一个带电量为q的正电荷由A点移动到B点，电场力做了多少功？A、B两点间的电势差是多少？从A到C呢？ B A F C a 解：电场力 F=qE 电场力做功 WAB＝F·S·cosa 由①②③化简得 UAB＝Ed 同理WAC＝Fd＝qEd UAC＝W/q＝E·d 即从A到B，电场力做了E·q·S·cosa的功， A、B两点间的电势差是Ed。从A到B与从A到C相同。 又 WAB＝qUAB ② ① ③ ④ 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1.适用条件:匀强电场 2.各物理量意义: U—表示两点电势差(取绝对值) E—表示匀强电场的场强 d—表示两点间沿电场线方向的距离 本式不带正负号 3.场强的单位:1V/m=1N /C 场强与电势差的关系： 或 U=Ed E=U/d 在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。 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 【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为检验电荷。 ——此式适用于匀强电场。d为沿电场线的距离。 决定式 决定式 定义式 三个场强公式的区别 1.公式E＝F/q，它是电场强度的定义式，不是E的决定式，E由电场自身决定，式中q是检验电荷的电量，F是检验电荷在电场中所受的力，公式明确表述了度量电场强度及方向的方法，是普遍适用的公式． 2.E＝kQ/r2是真空中点电荷产生的电场的场强决定式，式中Q是产生电场的电荷的电量，公式明确表述了点电荷电场的场强由哪些因素决定，是怎样的函数关系，该式仅适用于真空中点电荷产生的电场． 3.E＝U/d是匀强电场中电势差跟场强的关系的式子，d是两等势面之间的距离，场强的方向指向电势降落最快的方向，该公式仅适用于匀强电场，对一般电场，如果两点距离很近，可认为场强没有变化，则E＝ΔU/Δ x 描述电场的物理量 电场强度（E) 电场力(F) F=Eq 电势能的变化 WAB=qUAB 电势差(UAB) 移动电荷q电场力做功 电 场 电荷 电场线 等势面 二、等势面的疏密与电场强度大小的关系 我们按照相邻等势面之间电势差相等的约定，画出正点电荷电场中各个等势面，如图所示。 可以看出，在电场线越密的地方，相邻等势面的间距越小，即等势面越密.公式 虽然只适用于匀强电场的场强与电势差的关系，但“等势面越密的地方场强越大”的结论适用于各种电场。 例1.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】 课堂例题 例2.如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：D点的电势UD= V. 试画出匀强电场的电场线. 9 摘抄笔记： 在匀强电场中，两平行且等长的线段的端点间电势差相等. A B D C 解法一：由AB//CD， E 即 计算得 由在匀强电场中，两平行且等长的线段的端点间电势差相等. 解法二：连接AC，将AC三等分，标上三等分点E、F，则根据匀强电场中沿电场线方向相等距离，电势差相等可知，E点的电势为3V，F点的电势为9V．连接BE，则BE为一条等势线，根据几何知识可知，DF∥BE，则DF也是一条等势线，所以D点电势UD=9V． 例3.在x轴上存在与x轴平行的电场,x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示.图中-x1～x1之间为曲线,且关于纵轴对称,其余均为直线,也关于纵轴对称.下列关于该电场的论述正确的是(　 　) B A.x轴上各点的电场强度大小相等 B.从-x1～x1电场强度的大小先减小后增大 C.一个带正电的粒子在