前面幾節(jié)的內(nèi)容已經(jīng)從力和能的角度分別定義了描述電場(chǎng)的.ppt

1、a,1,1.前面幾節(jié)的內(nèi)容已經(jīng)從力和能的角度分別定義了描述電場(chǎng)的哪幾個(gè)物理量？ 電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)和電勢(shì)差,第五節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系,a,2,2.既然場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電勢(shì)差都描述電場(chǎng)的性質(zhì)，它們之間一定存在關(guān)系、什么關(guān)系呢？今天我們就以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例來(lái)推導(dǎo)它們間的關(guān)系,例如:下圖是一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，虛線表示等勢(shì)面,A、B是沿電場(chǎng)方向上的兩點(diǎn)，其電勢(shì)差為U，A、B之間相距為d。現(xiàn)將一個(gè)電量為q的電荷由A移到B，你可以用幾種方法計(jì)算電場(chǎng)力所做的功？ （1）WFdqEd （2）WqU,a,3,3.同學(xué)們猜想一下:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是怎樣的,比較這兩個(gè)式子，可得WqEdqU，即

2、UEd 猜想結(jié)論:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積,a,4,4.【進(jìn)一步思考、檢驗(yàn)】如圖所示勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，正電荷q在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)(不是沿場(chǎng)強(qiáng)方向)，已知A、B兩點(diǎn)之間的距離為s，與電場(chǎng)線方向夾角為,分析電場(chǎng)強(qiáng)度E與電勢(shì)差UAB之間有什么關(guān)系?！窘涣骱献鹘鉀Q問(wèn)題,a,5,分析:首先設(shè)A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差仍為U，設(shè)AB間距離為s，與電場(chǎng)線方向夾角為，將正電荷從A移動(dòng)到B，受電場(chǎng)力方向水平向右，與位移夾角為，故勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功為WFS=Eqscos，scosd，所以W Eqscos Eqd,再次:利用電勢(shì)差和功的關(guān)系，WqU，比較這兩個(gè)式子可得U

3、EscosEd。d為AB沿電場(chǎng)線方向的距離，也是A、B所在等勢(shì)面間的距離或者可以說(shuō)是A、B兩點(diǎn)間距離s在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影,a,6,結(jié)論,電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U等于電場(chǎng)強(qiáng)度E與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離d的乘積。即 UEd,a,7,討論一下：1. UEd是在勻強(qiáng)電場(chǎng)中推出的，它適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)嗎？ 提示:非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電荷從A移至B的過(guò)程中，受的電場(chǎng)力為變力 2.怎樣理解公式中的d呢? 提示: d為沿電場(chǎng)方向的距離 討論結(jié)果 (1)UEd只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)的計(jì)算； (2)式中的d的含義是某兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向上的距離，或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面之間的距離,a,8,5.由UAB=Ed，得到

4、： EU/d ，這個(gè)式子表示什么含義？從式子中可看出E的單位是什么,由UABEd可得EU/d，分析可知：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差?；颍簣?chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)。 由EU/d可得場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位：V/m 請(qǐng)證明1 V/m=1 N/C 此公式定量計(jì)算也只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),a,9,一、試試身手.應(yīng)用公式U=Ed來(lái)計(jì)算,1：將一電量為l.6108C的負(fù)電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功為6.4106J，則AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差為_(kāi) V,答案：400,a,10,2：如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的M、N兩點(diǎn)距離為2 cm，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為5 V，M、

5、N連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成60角，則此電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度多大,解：根據(jù) 即 E=500 V/m,a,11,二、應(yīng)用公式UEd定性分析非勻強(qiáng)電場(chǎng),雖然公式UEd只適用勻強(qiáng)電場(chǎng)，但在非勻強(qiáng)電場(chǎng)問(wèn)題中，我們也可以用此式來(lái)比較電勢(shì)差的大小。如圖是一非勻強(qiáng)電場(chǎng)，某一電場(chǎng)線上A、B、C三點(diǎn)有ABBC，比較UAB和UBC的大小,a,12,我們可以設(shè)想，AB段的場(chǎng)強(qiáng)要比BC段的場(chǎng)強(qiáng)大,因而UABE1AB，UBCE2BC，UABUBC 這里的E1、E2分別指AB段、BC段場(chǎng)強(qiáng)的平均值,a,13,實(shí)際練練 3.實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)線，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為50V、20V，則a、 b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)應(yīng)為（ ） A、等

6、于35V B、大于35V C、小于35V D、無(wú)法判斷 答案:B,a,14,三、觀察下圖,想想電勢(shì)在什么路徑上下降的最快,由上圖可知，電荷沿AB、AC、AD路徑電勢(shì)均降落且相等，在AB 、 AC、AD路徑截取相同長(zhǎng)度,可見(jiàn)AB路徑電勢(shì)降落得最多.即單位長(zhǎng)度上的電勢(shì)差最大。 由此可知： 電勢(shì)差降落得最快的方向是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,a,15,參考書(shū)本第18頁(yè)例題，練練筆 4.兩塊相同的金屬板A、B水平地平行放置，兩板的正對(duì)面相距30cm，A、B板分別跟電源的正、負(fù)極相連接，電源的電壓為60V，如圖所示，求： （1）兩板間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。 （2）若A板接地，則B板電勢(shì)為多大？ （3）若C點(diǎn)離A板

7、的距離10cm,D點(diǎn)離B板的距離為15cm,則C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多少,a,16,本節(jié)小結(jié),公式UEdEU/d 一、大小關(guān)系： 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差，等于電場(chǎng)強(qiáng)度跟這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上的距離的乘積，UEd 說(shuō)明：條件為在勻強(qiáng)電場(chǎng)中；d必須是沿著場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離或電場(chǎng)中該兩點(diǎn)所在的等勢(shì)面的垂直距離。 E表明，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，在數(shù)值上等于沿著電場(chǎng)方向上單位距離的電勢(shì)降落，正是依據(jù)這個(gè)關(guān)系，電場(chǎng)強(qiáng)度的單位還有V/m。 以上兩公式都只適用勻強(qiáng)電場(chǎng)定量計(jì)算，但在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，只能定性分析電勢(shì)差的大小。 二、方向關(guān)系： 場(chǎng)強(qiáng)方向就是電勢(shì)降低最快的方向,a,17,三、比較三條場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公