電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系

1、電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟練利用電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式、電熟練利用電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式、電勢(shì)差的定義式及功的定義式推導(dǎo)出勢(shì)差的定義式及功的定義式推導(dǎo)出勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系系2.應(yīng)用電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系式應(yīng)用電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系式求解相關(guān)問(wèn)題求解相關(guān)問(wèn)題3.清楚電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系，掌清楚電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系，掌握握“等分法等分法”計(jì)算勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)計(jì)算勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系復(fù)習(xí)：電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差、電勢(shì)復(fù)習(xí)：電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差、電勢(shì)l電場(chǎng)強(qiáng)度：電場(chǎng)強(qiáng)度：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷

2、受到的電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力電場(chǎng)力F F與它的電荷量與它的電荷量q q的比值，叫做該的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度qFE/l電勢(shì)差：電勢(shì)差：把電荷從電場(chǎng)中的把電荷從電場(chǎng)中的A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)，點(diǎn)，電場(chǎng)力的功電場(chǎng)力的功W W與所移動(dòng)的電荷量與所移動(dòng)的電荷量q q的比值，的比值，叫做這兩點(diǎn)的電勢(shì)差。叫做這兩點(diǎn)的電勢(shì)差。qWUABAB/電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)差電勢(shì)差電場(chǎng)電場(chǎng)力力功功？電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系探究場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系探究場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系EqFdABE+EqdWABqWUABAB/qUWABABEdUABUAB等勢(shì)面等勢(shì)面電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系l可以證

3、明，在可以證明，在勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，中，沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向，任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間的任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間的距離的乘積：距離的乘積：EdU 注意：注意：l適用條件：適用條件：ld dl電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)為兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離（等勢(shì)面間的距離）為兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離（等勢(shì)面間的距離）無(wú)直接關(guān)系無(wú)直接關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系A(chǔ)BELLcosC對(duì)公式中對(duì)公式中d的理解的理解電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系l電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向沿場(chǎng)強(qiáng)方向距離為距離為單位長(zhǎng)度單位長(zhǎng)度的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

4、。EdU dUE/l勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系例題例題1：如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的：如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的M、N兩點(diǎn)兩點(diǎn)距離為距離為2cm，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為5V，M、N連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成60角，則此電場(chǎng)的角，則此電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度多大？電場(chǎng)強(qiáng)度多大？ 電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系如圖所示，一勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一組等勢(shì)面，若如圖所示，一勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一組等勢(shì)面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離都是相鄰兩點(diǎn)間距離都是2cm，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為度為 .V/m，到，到A點(diǎn)距離為點(diǎn)距離為1.5cm的的P點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)為為 .V。 2 5PU.V 310003EV /

5、m 電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系比較：qFE（1）2rkQE（2）適用于所有電場(chǎng)適用于所有電場(chǎng)單位：?jiǎn)挝唬篘/CN/C適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)單位：?jiǎn)挝唬篤/mV/mdUE（3）適用于真空中點(diǎn)電荷適用于真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)電場(chǎng)229/100 . 9CmNk電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系 問(wèn)題分析：右圖示，問(wèn)題分析：右圖示，B、C、D是勻強(qiáng)電是勻強(qiáng)電場(chǎng)中某一等勢(shì)面的三個(gè)點(diǎn)，則場(chǎng)中某一等勢(shì)面的三個(gè)點(diǎn)，則AB、AC、AD這三條線段上單位距離電勢(shì)降落的數(shù)這三條線段上單位距離電勢(shì)降落的數(shù)值一樣嗎？（組織學(xué)生進(jìn)行討論）值一樣嗎？（組織學(xué)生進(jìn)行討論）電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系：勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與

6、電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系： U=Ed 或者或者 E=U/d （場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位：（場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位：V/m） （1）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿著場(chǎng)強(qiáng)方向的兩）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿著場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。的乘積。（2）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿）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，是描場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差，是描述沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落快慢的物理量述沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落快慢的物理量（3）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，除等勢(shì)線以外的其他）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，除等勢(shì)線以外的其他任一條直線上電勢(shì)降落都是均勻的。任一條直線上電勢(shì)降落都是均勻的。

7、（4）沿著電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降落最快的）沿著電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降落最快的方向方向 電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系用等分法計(jì)算勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電勢(shì)用等分法計(jì)算勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電勢(shì)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，依據(jù)相互平行且相等的線段在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，依據(jù)相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)電勢(shì)差相等，使用兩端點(diǎn)電勢(shì)差相等，使用“等分法等分法”可以可以快速求解電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的相關(guān)問(wèn)題快速求解電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的相關(guān)問(wèn)題電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系例題：如圖示，例題：如圖示，A A、B B、C C、D D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知A A、B B、C C三點(diǎn)電勢(shì)分別三點(diǎn)電勢(shì)分別為為A A=12V,=12V,B B=

8、3v,c=3v.=3v,c=3v.由此可知由此可知D D點(diǎn)電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)D D=_V.=_V.ABCD分析：因?yàn)榉治觯阂驗(yàn)锽 B、C C兩點(diǎn)的電勢(shì)兩點(diǎn)的電勢(shì)相等相等, ,故故BCBC為一等勢(shì)面為一等勢(shì)面, ,所以所以A A、D D也在一等勢(shì)面上，也在一等勢(shì)面上，D D=12V=12V變化變化1.1.若若c=-6v,c=-6v,其它條件不變，則其它條件不變，則D D=_V.=_V.變化變化2.2.若若c=0,c=0,其它條件不變，則其它條件不變，則D D=_V.=_V.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系A(chǔ) 12VB 3VC -6VD ?V因?yàn)橐驗(yàn)?2-3=3-(-6),所以所以B與與AC中點(diǎn)處電勢(shì)中點(diǎn)處電勢(shì)相等相

9、等,即即BD在同一等勢(shì)面上，故為在同一等勢(shì)面上，故為3VPE電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系A(chǔ) 12VB 3VCD 0?VPQE電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系證明證明1V/m=1N/C- = - = - = -1伏伏1米米U=W/q1焦焦/庫(kù)庫(kù)1米米W=FS1牛米牛米1庫(kù)米1牛牛1庫(kù)庫(kù)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系qFE FWPEPBPAABEEWqEPEUBAABUABABqUWEdU 電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系A(chǔ)B0ABABqUW0ABU電場(chǎng)力方向與移動(dòng)方向垂直電場(chǎng)力方向與移動(dòng)方向垂直電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直直電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系1、電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直、電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直電場(chǎng)強(qiáng)

10、度和電勢(shì)的關(guān)系2、沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)減少、沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)減少電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系3、電場(chǎng)線密（疏）的區(qū)域等勢(shì)面密（疏）、電場(chǎng)線密（疏）的區(qū)域等勢(shì)面密（疏）密密疏疏電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系 兩個(gè)等量異種的點(diǎn)電荷兩個(gè)等量異種的點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系 兩個(gè)等量同種的點(diǎn)電荷兩個(gè)等量同種的點(diǎn)電荷電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系 一個(gè)帶電導(dǎo)體一個(gè)帶電導(dǎo)體電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系4、等勢(shì)面的特點(diǎn)：等勢(shì)面的特點(diǎn)：（1）在同一等勢(shì)面上兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力）在同一等勢(shì)面上兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。不做功。

11、但電場(chǎng)力不做功，電荷不一定沿等勢(shì)面移動(dòng)。但電場(chǎng)力不做功，電荷不一定沿等勢(shì)面移動(dòng)。（2）電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直，并由電勢(shì)高的等勢(shì)）電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直，并由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。（3）兩個(gè)相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差是相等的，這）兩個(gè)相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差是相等的，這樣的等勢(shì)面叫做等差等勢(shì)面。樣的等勢(shì)面叫做等差等勢(shì)面。等差等勢(shì)面密（稀疏）的地方場(chǎng)強(qiáng)大（?。５炔畹葎?shì)面密（稀疏）的地方場(chǎng)強(qiáng)大（?。＃?）任何兩個(gè)等勢(shì)面都不相交。）任何兩個(gè)等勢(shì)面都不相交。電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系例題：圖中實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)面，例題：圖中實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)面，過(guò)過(guò)a.b兩點(diǎn)的等勢(shì)面的

12、電勢(shì)分別為兩點(diǎn)的等勢(shì)面的電勢(shì)分別為40V、20V，那么，那么ab連線的中點(diǎn)的電勢(shì)值為：（連線的中點(diǎn)的電勢(shì)值為：（ ） A 等于等于30V B 大于大于30V C 小于小于30V D 無(wú)法確定無(wú)法確定 abcC電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系以下說(shuō)法中正確的是：以下說(shuō)法中正確的是：A.勻強(qiáng)電場(chǎng)中各處場(chǎng)強(qiáng)相等，電勢(shì)也相等勻強(qiáng)電場(chǎng)中各處場(chǎng)強(qiáng)相等，電勢(shì)也相等B.等勢(shì)體內(nèi)部各點(diǎn)電勢(shì)相等，場(chǎng)強(qiáng)也相等等勢(shì)體內(nèi)部各點(diǎn)電勢(shì)相等，場(chǎng)強(qiáng)也相等C.沿電場(chǎng)線方向電場(chǎng)強(qiáng)度一定越來(lái)越小沿電場(chǎng)線方向電場(chǎng)強(qiáng)度一定越來(lái)越小D.電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向E.場(chǎng)強(qiáng)大的地方電勢(shì)一定高場(chǎng)強(qiáng)大的地方電勢(shì)一定高F.同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，電場(chǎng)強(qiáng)度大小也同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，電場(chǎng)強(qiáng)度大小也一定相等一定相等G.場(chǎng)強(qiáng)為零的地方，電勢(shì)也一定為零場(chǎng)強(qiáng)為零的地方，電勢(shì)也一定為零H.電勢(shì)為零的地方，場(chǎng)強(qiáng)可能不為零電勢(shì)為零的地方，場(chǎng)強(qiáng)可能不為零電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系、如圖所示，兩塊相對(duì)的平行金屬板、與電、如圖所示，兩塊相對(duì)的平行金屬板、與電池相連接，板接地，在距兩板等遠(yuǎn)的一點(diǎn)固定池相連接，板接地，在距兩板等遠(yuǎn)的一點(diǎn)固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，如果將板向上平