电势差与电场强度GIA

电势差与电场强度GIA第1页，课件共28页，创作于2023年2月电场的两大性质：

①力的性质：

②能的性质：

由电场强度描述可用电场线形象表示

由电势、电势差描述

可用等势面形象表示

第2页，课件共28页，创作于2023年2月电场力（F=Eq)电场强度（E）移动电荷q做功电势能的变化WAB=qUAB电势差（UAB=）电势？第3页，课件共28页，创作于2023年2月一、匀强电场中电场强度与电势差的大小关系第4页，课件共28页，创作于2023年2月问题一、如图所示的匀强电场中，把一正点电荷q从A移到B若沿场强方向移动电荷,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？从力的角度：dABEＷ=FSAB

=qEd

①从能的角度：Ｗ=qUAB②由①

②

两式得:

U=Ed

第5页，课件共28页，创作于2023年2月问题二、在这个匀强电场中若不沿场强方向移动电荷？电场力做功大小如何？从力的角度：Ｗ=FSABCOS=qEd①d从能的角度：W=qUAB②①②两式得:U=Ed第6页，课件共28页，创作于2023年2月思考1：由U=Ed可以得到什么结论？式中的d指的是什么？该式子的适用条件是什么？①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。d必须是沿着场强方向的距离这个式子只适用于匀强电场。第7页，课件共28页，创作于2023年2月思考2：这个式子表示什么含义？从式子中可看出E的单位是什么？

在匀强电场中，场强等于沿场强方向单位长度上的电势差.E的单位为V/m第8页，课件共28页，创作于2023年2月你能证明电场的单位：1V/m=1N/C吗？-------============-----------=======----------====------1伏1米U=W/q1焦/库1米W=FS1牛·米1库·米1牛1库第9页，课件共28页，创作于2023年2月讨论：计算场强的三个计算公式有何区别第10页，课件共28页，创作于2023年2月二、电场强度的方向

与电势变化的关系第11页，课件共28页，创作于2023年2月这一规律用形象的语言描述：场强方向就是电势降低最快的方向！A..BE.B′

结论：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？第12页，课件共28页，创作于2023年2月例1.如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2cm，两点间的电势差为5V，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=500V/m.第13页，课件共28页，创作于2023年2月例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相连接，两极板分别与电源的正负极相连接，两极板相距5cm，如图所示，有一质量为110-9kg、带电量为-510-12C的带电物体悬浮其中，若不计空气浮力，要使带电物体处于平衡状态，则：（1）应在两极板上加多大的电势差？（2）AB两极板分别带何种电荷，哪块板的电势高？高压电源FG解：第14页，课件共28页，创作于2023年2月实际应用1：元电荷的测定——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？调节极板间电压U恰好使某个油滴悬浮，则：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元电荷的整数倍。第15页，课件共28页，创作于2023年2月实际应用2：静电植绒第16页，课件共28页，创作于2023年2月例3、如图所示，A、B、C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。现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为3×10-6J，将另一电荷量为l0-8C的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功3×10一6J。（1）AB边长为cm，求电场强度。（2）画出该电场电场线ABCEd第17页，课件共28页，创作于2023年2月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相等。E结论：①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）AA’ＢＢ’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？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同第18页，课件共28页，创作于2023年2月例4、A、B、C三点是匀强电场中的三个点，各点的电势分别是UA=-4V,UB=2V，UC=8V，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：（1）连接三点中电势最高和最低的两点，（2）在这条连线上找到与第三个点等势的点，从而画出一条等势面，这样可以确定电场线的分布D第19页，课件共28页，创作于2023年2月练一练：如图所示，ABCD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=40V,UB=10V，UC=0V在图上画出经过A点的电场线和经过D点的等势面，由此可得D点的电势UD为多少？ABDC第20页，课件共28页，创作于2023年2月总结：1、匀强电场中场强与电势差的关系中大小关系：E=单位v/m

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（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势差相等。3、用等分法解决求电势的方法第21页，课件共28页，创作于2023年2月例5、某电场沿x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（）A、在0—x1之间不存在沿x方向的电场B、在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场C、在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场D、在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场0x1x2XUU0第22页，课件共28页，创作于2023年2月例6：为使带负电荷的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F,如图所示，若AB=0.4m,=37，q=-310-7C,F=1.510-4N，A点的电势UA=100V,不计负电荷受的重力(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过AB两点的等势线，并标明它们的电势？(2)求q在由A运动到B的过程中电势能的变化量BF第23页，课件共28页，创作于2023年2月例7、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q=610-6C的正电荷从M点移到N点，位移是10cm，电荷的动能减小了1.8×10-3J,已知M、N两点间电势差为UMN=300V,则在此过程中该力做的功为多少J，该电场的电场强度的最小值可能值为V/m？第24页，课件共28页，创作于2023年2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_____________________________。－10V010V

ABCDP600图1-41577V/m-2.5V垂直等势面斜向左上方

第25页，课件共28页，创作于2023年2月例2、如图所示为某一电场的电场线，a、b、c为同一电场线上的三点，已知ab=bc，且a、c两点的电势分别为Ua=5V，Uc=3V，则b点的电势可能为（）A、4.2VB、4.0VC、3.8VD、上述三个值都有可能abc第26页，课件共28页，创作于2023年2月练一练：匀