电势差与电场强度的关系课件.ppt

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1.61.6电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系人教版物理选修人教版物理选修3-1一、电场的两大性质：

一、电场的两大性质：

力的性质：

力的性质：

能的性质：

能的性质：

电场强度描述电场强度描述可用电场线形象表示可用电场线形象表示由电势描述由电势描述可用等势面形象表示可用等势面形象表示二、场强与电势差的关系二、场强与电势差的关系讨论：

讨论：

11、你认为电场强度与电势差、你认为电场强度与电势差存在着关系吗？

为什么？

存在着关系吗？

为什么？

22、右上图是一个匀强电场，场强大小为、右上图是一个匀强电场，场强大小为EE，AA、BB是是沿电场方向上的两点，其电势差为沿电场方向上的两点，其电势差为UU，AA、BB之间相距之间相距为为dd。

现将一个电量为。

现将一个电量为qq的电荷由的电荷由AA移到移到BB，你可以用，你可以用几种方法计算电场力所做的功？

几种方法计算电场力所做的功？

存在。

存在。

EFWU

（1）WFdqEd

（2）WqU即得：

即得：

UEd或或EUd若若AA、BB不在同一条电场线上：

不在同一条电场线上：

A.BE.BB若用若用dd表示表示AA、BB沿场强方向上的距离沿场强方向上的距离说明：

说明：

只适用于匀强电场只适用于匀强电场dd：

沿场强方向的距离沿场强方向的距离匀强电场中两点间的匀强电场中两点间的电势差等电势差等于于场强场强与这两点间与这两点间沿电场力方向距离沿电场力方向距离的乘积的乘积结论：

结论：

匀强电场中两点间的匀强电场中两点间的电势差电势差等于等于电场强度电场强度与这与这两点沿电两点沿电场方向的距离场方向的距离的乘积。

的乘积。

由上推导得出一个总结论：

由上推导得出一个总结论：

电势差和电场强度的关系（种说法）电势差和电场强度的关系（种说法）电势差和电场强度的关系（种说法）电势差和电场强度的关系（种说法）（11）在匀强电场中两点间的电势差等于电场强）在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积度与这两个点沿电场方向距离的乘积（22）在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的）在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值电势差与两点沿电场强度方向距离的比值（33）电场强度在数值上沿电场方向每单位距）电场强度在数值上沿电场方向每单位距离上降低的电势离上降低的电势EE=U=UABABddUUABAB=Ed=EdEABLBd说明说明电场中两点间的电势差，电场中两点间的电势差，类同于重力场中两点间的高度差：

类同于重力场中两点间的高度差：

高度差高度差hh跟物体运动的路径无关，跟物体运动的路径无关，只与只与AA、BB的位置有关的位置有关问题讨论：

问题讨论：

答：

答：

场强场强EE的方向是电势降落最快的方向。

的方向是电势降落最快的方向。

电场中电场中AA、BB两点的电势差两点的电势差UUABAB跟移动电荷的路径有关吗？

跟移动电荷的路径有关吗？

答：

电势差答：

电势差UUABAB跟移动电荷的路径无关，只与跟移动电荷的路径无关，只与AA、BB的位置有关。

的位置有关。

问题问题44：

单位长度内，沿单位长度内，沿ABAB、ABAB两个方向，哪两个方向，哪个电势降落的快？

个电势降落的快？

应用应用：

在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。

两点间的电势差相等。

1、如图，、如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线是一条电场线上的三个点，电场线的方向由的方向由a到到c,a、b间的距离等于间的距离等于b、c间的距离。

用间的距离。

用a、b、c和和Ea、Eb、Ec分别表示分别表示a、b、c三点的电势三点的电势和场强。

下列哪个正确？

和场强。

下列哪个正确？

A.abcB.EaEbEcC.ab=bcD.Ea=Eb=Ec课堂练习：

课堂练习：

abcE22、在电场强度为、在电场强度为600N/C600N/C的匀强电场中，的匀强电场中，AA、BB两点相距两点相距5cm5cm，若，若AA、BB两点连线是沿着电场方向时，则两点连线是沿着电场方向时，则AA、BB两点两点的电势差是的电势差是_V_V。

若。

若AA、BB两点连线与电场方向成两点连线与电场方向成6060角时，角时，则则AA、BB两点的电势差是两点的电势差是_V_V；若；若AA、BB两点连线与电场方向垂直时，则两点连线与电场方向垂直时，则AA、BB两点的电势差是两点的电势差是_V_V。

30150答案答案:

7.5103；-3.8410-16；增加；增加33、如图所示，、如图所示，aa、bb是匀强电场中的两点已知两点间是匀强电场中的两点已知两点间的距离为的距离为0.4m0.4m，两点的连线与电场线成，两点的连线与电场线成3737角，两点角，两点间的电势差间的电势差UUabab=2.4=2.4101033VV，则匀强电场的场强大小为，则匀强电场的场强大小为E=_V/mE=_V/m，把电子从，把电子从aa点移到点移到bb点电场力做功点电场力做功W=_JW=_J，电子的电势能将，电子的电势能将_（_（填填“增大增大”、“减少减少”或或“不变不变”）44、如图，在光滑绝缘竖直细杆上、如图，在光滑绝缘竖直细杆上,套有一小孔的带电套有一小孔的带电小球，小球质量为小球，小球质量为mm，带电荷量为，带电荷量为-q-q，杆与以正电荷，杆与以正电荷QQ为圆心的某一圆周交于为圆心的某一圆周交于BCBC两点，小球从两点，小球从AA点无初速释点无初速释放放,AB=BC=h,AB=BC=h，小球滑到，小球滑到BB点时速度大小为点时速度大小为，求小球滑到，求小球滑到CC点时速度的大小及点时速度的大小及ACAC两点间的电势差两点间的电势差.解解:

因因BB、CC为同一等势面上的两点，所以小球从为同一等势面上的两点，所以小球从BB运动到运动到CC点的过程中，电场力做功为零，由动能定理得点的过程中，电场力做功为零，由动能定理得小球从小球从AA运动到运动到CC的过程中，由动的过程中，由动能定理得能定理得：

练习练习以下说法正确的是：

以下说法正确的是：

AA、匀强电场中各处的场强相等，电势也相等；匀强电场中各处的场强相等，电势也相等；BB、场强为零的区域中，电势处处相同；场强为零的区域中，电势处处相同；CC、沿电场线方向电场强度一定越来越小；沿电场线方向电场强度一定越来越小；DD、电势降低的方向就是电场线的方向。

电势降低的方向就是电场线的方向。

最快最快错错错错正确答案正确答案:

B练习：

图中实线表示电场线，虚线表示等势面，练习：

图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过过a.ba.b两点的等势面的电势分别为两点的等势面的电势分别为40V40V、20V20V，那么那么abab连线的中点连线的中点的电势值为的电势值为（）（）AA等于等于30VB30VB大于大于30V30VCC小于小于30VD30VD无法确定无法确定提示提示:

注意是否匀强电场注意是否匀强电场答案答案:

c练练习习：

aa、bb、cc、dd是是匀匀强强电电场场中中的的四四个个点点，它它们们正正好好是是一一个个矩矩形形的的四四个个顶顶点点电电场场线线与与矩矩形形所所在在平平面面平平行行已已知知aa点点的的电电势势为为2020VV，bb点点的的电电势势为为2424VV，dd点点的的电电势为势为4V4V，如右图所示由此可知，如右图所示由此可知cc点的电势为点的电势为（）A4VB8VC12VD24V解解析析：

由由匀匀强强电电场场特特点点知知，在在匀匀强强电电场场中中，由由于于UUEdEd，所所以以任任意意一一簇簇平平行行线线上上等等距距离离的的两两点点的的电电势势差差相相等等，因此因此UUababUUdcdc，cc点电势为点电势为8V8V，BB正确正确答案：

答案：

BB【跟跟踪踪发发散散】1111：

平平行行的的带带电电金金属属板板AA、BB间间是是匀匀强强电电场场如如右右图图所所示示，两两板板间间距距离离是是55cmcm，两板间的电压是，两板间的电压是60V.60V.

（1）

（1）两板间的场强是多大？

两板间的场强是多大？

（2）

（2）电电场场中中有有PP11和和PP22两两点点，PP11点点离离AA板板0.50.5cmcm，PP22点点离离BB板板也也是是0.50.5cmcm，PP11和和PP22两两点点间间的的电电势势差差多大？

多大？

（3）（3）若若BB板接地，板接地，PP11和和PP22两点的电势各是多少伏？

两点的电势各是多少伏？

（2）P

（2）P11、PP22两点间沿场强方向的距离：

两点间沿场强方向的距离：

dd4cm4cm所以所以UUPP11PP22EdEd1.21.210103344101022VV48V.48V.（3）B（3）B板板接接地地，即即选选BB板板电电势势为为零零，电电场场中中某某点点的的电势就等于这点与电势就等于这点与BB板的电势差，即板的电势差，即P1P1EdEd111.21.21010334.54.5101022VV54V.54V.P2P2EdEd221.21.21010330.50.5101022VV6V.6V.答答案案：

（1）1.2

（1）1.2101033V/mV/m

（2）48

（2）48VV（3）54（3）54VV6V6V如如右右图图所所示示的的电电场场，等等势势面面是是一一簇簇互互相相平平行行的的竖竖直直平平面面，间间距距均均为为dd，各各面面电电势势已已在在图图中中标标出出，现现有有一一质质量量为为mm的的带带电电小小球球以以速速度度vv00与与水水平平方方向向成成4545角角斜斜向上射入电场，要使小球做直线运动求：

向上射入电场，要使小球做直线运动求：

（1）

（1）小球应带何种电荷？

电荷量是多少？

小球应带何种电荷？

电荷量是多少？

（2）

（2）在入射方向上小球最大位移量是多少？

在入射方向上小球最大位移量是多少？

（电场足够大电场足够大）解析：

解析：

（1）

（1）作电场线如图甲所示，由题意，只有当作电场线如图甲所示，由题意，只有当FF与与vv00在一条直线上时才可能使小球做直线运动只有小球在一条直线上时才可能使小球做直线运动只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力与初速度才可受到向左的电场力，电场力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上，如图乙所示，所以小球带正电，小球能在一条直线上，如图乙所示，所以小球带正电，小球沿沿vv00方向做匀减速运动，由方向做匀减速运动，由【反思总结反思总结】物体做直线运动的条件是合力物体做直线运动的条件是合力为零或合力与速度方向在同一直线上，从而确为零或合力与速度方向在同一直线上，从而确定电场力的大小和方向，可与牛顿第二定律、定电场力的大小和方向，可与牛顿第二定律、动能定理、功能关系相结合，解题思路和步骤动能定理、功能关系相结合，解题思路和步骤与力学中完全相同与力学中完全相同【练练习习】如如右右图图所所示示，两两块块不不带带电电的的竖竖直直平平行行金金属属板板相相距距为为dd，一一个个重重为为GG的的带带电电小小球球在在重重力力作作用用下下在在两两板板间间竖竖直直下下落落，此此时时小小球球的的运运动动轨轨迹迹是是ABAB，当当两两板板间间加加上上电电压压UU时时，小小球球受受力力方方向向变变成成沿沿BCBC方方向，则此小球所带的电荷量应是向，则此小球所带的电荷量应是（）答案：

答案：

C3.3.如如图图所所示示为为匀匀强强电电场场中中的的一一簇簇等等势势面面，若若AA、BB、CC、DD相相邻邻两两点点间间的的距距离离都都是是22cmcm，则则该该电电场场的的场场强强为为_；到到AA点点距距离离为