高中物理人教选修31PPT课件第一章第6节电势差与电场强度的关系ppt

1、第六节电势差与电场强度的关系,第一章 静电场,学习目标 1.会推导匀强电场中电势差与电场强度的关系. 2.能利用电势差与电场强度的关系解决有关问题.,第一章 静电场,一、电势差和电场强度的关系 1匀强电场中UAB和E的关系 (1)从力的角度计算，如图所示，在场强为E的匀强电场中沿电场方向把电荷量为q的正电荷从A点移到B点，A、B间距离为d，静电力做功WAB_. (2)从能的角度计算，如果A、B两点间电势 差为UAB，静电力做功WAB_. 由(1)、(2)知匀强电场中电势差和电场强度的关系为UAB_或E_.,qEd,qUAB,Ed,UAB/d,2适用情况 _电场 3d的意义 d为沿_方向两点间的

2、距离 判一判1.(1)公式UABEd中的d为电场中两点间的距离 () (2)电场强度E与电势差UAB成正比，与两点沿电场方向的距离d成反比() 提示：(1)(2) 二、电场强度的另一种求法 匀强电场场强公式：EUAB/d.,匀强,电场,1意义 在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_与这两点_的比值 2电场强度的另一种表述 电场强度在数值上等于沿_方向每单位距离上_ 3场强的另一个单位 由E可导出场强的另一个单位，即_，符号为_.1_1 N/C.,电势差,沿电场方向的距离,电场,降低的电势,伏特每米,V/m,V/m,想一想2.公式EUAB/d是在匀强电场中得到的，在非匀强电场中能否适用？,对

3、公式EU/d的理解,2在应用时，可把公式UABEd简化为UEd，即只是把两点间的电势差大小、场强大小通过公式联系起来，至于电势差的正负、电场强度的方向再根据题意另作判断，这样处理可以避免引起不必要的混淆,平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V问： (1)两板间的场强是多大？ (2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差多大？ (3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？ 思路探究P1、P2两点间沿电场线方向的距离多大？ 若B板接地，P1与B板的电势差与P1的电势相等吗？,

4、答案(1)1.2103 V/m(2)48 V(3)54 V6 V,应用UEd求两点间的电势差，一定要正确理解“d”是两点间沿电场方向的距离而求某点的电势，我们是通过求这点与电势零点的电势差实现的，由UEd计算其数值，电势的正负由该点与电势零点的电势高低比较而定,1. 如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，把电荷量为1106 C的负电荷从A点沿水平线移至B点，静电力做了 2106 J的功，A、B间的距离为2 cm，则A、B两点间的电势差UAB_，电场强度的大小E_，若B点电势为1 V，则电子处于A点时，具有的电势能Ep_.,2 V,2102 N/C,1 eV,1三个场强公式的比较,是电场强度

5、大小的定义式,适用于一切电场,是真空中点电荷电场强度的决定式,在真空中，场源电荷Q是点电荷,是匀强电场中电场强度的决定式,由FqE和WqU导出,匀强电场,2.在非匀强电场中，E和U也有一定的关系，但不像在匀强电场中的关系式那么简单，虽然公式UABEd只适用于匀强电场的定量计算，但对一些非匀强电场的问题，也可以运用公式进行定性的判断,如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN.P点在y轴的右侧，MPON.则() AM点的电势比P点的电势高 B将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功 CM、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D在O点静止释放

6、一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动,AD,思路探究(1)电场线与等势面有怎样的关系？ (2)UEd能否适用于非匀强电场？ 解析由题图和几何关系可知M和P两点不处在同一等势线上而且有MP，A正确；将负电荷由O点移到P要克服电场力做功，即电场力做负功，B错；根据UEd，O到M的平均电场强度大于M到N的平均电场强度，所以有UOMUMN，C错；从O点释放正电子后，电场力做正功，该粒子将沿y轴做直线运动,D正确,一般情况下，电场线分布图中画出的等势面是等差等势面，在匀强电场中，因为电场强度处处相等，所以等差等势面间也是等间距的但在非匀强电场中，由于电场强度的变化，所以等差等势面间的间距不相等,2.

7、如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点已知A点的电势为A30 V，B点的电势为B 10 V，则C点的电势() AC10 V BC10 V CC10 V D上述选项都不正确 解析：由于AC之间的电场线比CB之间的电场线密，相等距离之间的电势差较大，所以C10 V，答案为C.,C,1在匀强电场中，沿任意一个方向上,电势下降都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等如果把某两 点间的距离等分为n段，则每段两端点的电势差等于原电势差的1/n倍,像这样采用等分间距求电势问题的方法,叫做等分法. 2在已知电场中几点的电势时，如果要求其他点的电势时，一般采用“等分法”在电场中

8、找与待求点电势相同的等势点.等分法也常用在画电场线的问题 3在匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点电势差相 等，用这一点可求解电势,等分法计算匀强电场中的电势,如图所示，虚线方框内为一匀强电场区域，电场线与纸面平行，A、B、C为电场中的三个点，三点电势分别为A12 V、B6 V、C6 V试在虚线框内作出该电场的示意图(即画出几条电场线)，保留作图时所用的辅助线若将一个电子从A点移到B点，电场力做多少电子伏的功？ 思路探究如何由电势来确定电场线的方向？,解析 由于是匀强电场，根据UEd可知，沿AC方向上等距离的点之间电势差相等作图方法： (1)将A、C连接，并将其三等分，可知靠近A点的等分点D

9、点与B点等电势，即DB6 V. (2)用虚线连接BD，BD即为该电场中的等势线 (如图所示) (3)沿AC方向电势降低，故电场线方向应垂直 于BD斜向下因为UABAB12 V6 V6 V，根据公式WABqUAB，所以WABeUAB6 eV. 答案示意图见解析6 eV,在匀强电场中，利用任何一条直线上(等势面除外)两点间的电势差与这两点间的距离成正比，而把电势差几等分并找出两个等势点，两等势点的连线就是等势线，再画出垂直等势线的直线即为电场线,3(2014黄冈高二检测)如图所示,图中五点均在匀强电场中,它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心已知电场线与圆所在平面平行下列有关圆心O和等分点a的电势、电

10、场强度的相关描述正确的是 () Aa点的电势为6 V Ba点的电势为2 V CO点的场强方向指向a点 DO点的场强方向指向电势为2 V的点 解析：在匀强电场中UdaUcb得a6 V，A正确B错，a、c电势相等，连线过O点且为等势线，dbac，db，O点场强为Ob，D正确C错误,AD,规范答题电场强度和电势差的关系 范例 (8分)如图所示，两个平行金属板AB中间为一匀强电场，AB相距10 cm，CD为电场中的两点，CD8 cm，CD连线和电场方向成60角，C点到A板的距离为2 cm.已知质子从C点移到D点，电场力做功为3.21017 J(质子带电量为1.61019 C)求： (1)匀强电场的电场强度； (2)AB两板之间的电势差； (3)若将A板接地，则C、D两点的 电势各为多大？,答题模板(1)设电场强度为E WqELCDcos 60(1分) 电场强度E5 000 V/m(1分) (2)A、B之间的电势差 UABELAB500 V(2分) (3)将A板接地，则A0 UACACELAC100 V(1分) C点的电势C100 V(