物理3-1第1章+第6節(jié)-電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

1、第一章第一章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)電場(chǎng)的兩大性質(zhì)：電場(chǎng)的兩大性質(zhì)： (1)(1)力的性質(zhì)：電場(chǎng)強(qiáng)度力的性質(zhì)：電場(chǎng)強(qiáng)度E E來(lái)描述來(lái)描述 (2)(2)能的性質(zhì)能的性質(zhì): :電勢(shì)電勢(shì) 來(lái)描述來(lái)描述 1 1、電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)是否一定高呢？、電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)是否一定高呢？BAEE BADCDCEE 一、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系一、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系O2 2、電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢(shì)一定為零嗎？、電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢(shì)一定為零嗎？對(duì)對(duì)O點(diǎn)：點(diǎn)：E00 O對(duì)對(duì)O點(diǎn)：點(diǎn)：E00 結(jié)論：結(jié)論：電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)無(wú)必然的聯(lián)系電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)無(wú)必然的聯(lián)系如圖所示：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為如圖所示：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E E，電

2、荷，電荷q q從從A A點(diǎn)點(diǎn)移到移到B B點(diǎn)，點(diǎn)，A A、B B之間的電勢(shì)差為之間的電勢(shì)差為U UABAB，A AB Bq qE E距離為距離為d d，試分析電勢(shì)差，試分析電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系？與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系？解析：解析：由功的定義可得由功的定義可得: :WFscosqEd 由電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系得由電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系得: :ABWqU由以上兩式可得：由以上兩式可得：ABU= Ed二、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系二、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系E EA A B Bq q如圖如圖A A、B B之間的電勢(shì)差為之間的電勢(shì)差為U UABAB，距離為距離為l，沿電，沿電場(chǎng)線方向的距離為場(chǎng)線方向的距離為

3、d d。ld d靜電力做的功靜電力做的功解析：解析：WF cosFdqEd lABWqU得：得：ABU= Ed勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：EdU 結(jié)論：結(jié)論：適用條件：勻強(qiáng)電場(chǎng)適用條件：勻強(qiáng)電場(chǎng)dd是沿場(chǎng)強(qiáng)方向兩點(diǎn)間的距離是沿場(chǎng)強(qiáng)方向兩點(diǎn)間的距離UU兩點(diǎn)間的電勢(shì)差兩點(diǎn)間的電勢(shì)差EE勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)dUE 數(shù)值：場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距數(shù)值：場(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)離上降低的電勢(shì)。方向：電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向。方向：電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向。 即：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落最快即：沿電場(chǎng)線

4、方向電勢(shì)降落最快如圖,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一條直線上,AB=BC。分析A、B間與B、C間電勢(shì)差有何關(guān)系？提示:設(shè)AB=BC=l,該直線與電場(chǎng)線方向的夾角為,UAB=Elcos,UBC=Elcos,故UAB=UBC。推論推論1:1:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,同一直線上等距離的任同一直線上等距離的任 意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。推論推論2. 2. 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩長(zhǎng)度相等且相互在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩長(zhǎng)度相等且相互 平行的線段的端點(diǎn)間的電勢(shì)差相等平行的線段的端點(diǎn)間的電勢(shì)差相等勻強(qiáng)電場(chǎng)中，勻強(qiáng)電場(chǎng)中， ABCD，且，且ABE，UAB , UDC, UAD, UBC關(guān)系？關(guān)系？例1、如圖，勻強(qiáng)電

5、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、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？ 解析：解析：沿電場(chǎng)沿電場(chǎng)線方向線方向的距離的距離6060 EMNd在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，可以利用在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，可以利用UEd計(jì)算計(jì)算MNMNUEcos60l500 V / m例2、如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，ab5 cm，bc12 cm，其中ab沿電場(chǎng)方向，bc和電場(chǎng)方向成60角一個(gè)電荷量為q4108 C的正電荷從a移到b，靜電力做功為W11.2107 J 求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E. (2)電荷從b移到c，靜電力做的功W2. (3)a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uac.答案：答案：(1)6

6、0 V/m (1)60 V/m (2)1.44(2)1.4410107 7 J J (3)6.6 V(3)6.6 V例例4、如圖所示，如圖所示，A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與平面三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與平面ABC平行，已知平行，已知ACBC，ABC60，BC20cm，把一個(gè)電荷，把一個(gè)電荷量量q2.0105C的正電荷從的正電荷從A移到移到B，克服靜電力做功，克服靜電力做功1.2103J；把一個(gè)電子從把一個(gè)電子從C移到移到B，電場(chǎng)力做功為，電場(chǎng)力做功為30eV，求：，求：(1)電勢(shì)差電勢(shì)差UAB及及UCB；(2)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。定義

7、式定義式意義意義正負(fù)或正負(fù)或方向方向 聯(lián)系聯(lián)系FEqWUqUd描述電場(chǎng)力的性質(zhì)描述電場(chǎng)力的性質(zhì)描述電場(chǎng)能的性質(zhì)描述電場(chǎng)能的性質(zhì)是矢量，正電荷受是矢量，正電荷受力方向?yàn)榱Ψ较驗(yàn)镋的方向的方向雖有正負(fù)，但是標(biāo)量，雖有正負(fù)，但是標(biāo)量，正負(fù)表示兩點(diǎn)電勢(shì)高低正負(fù)表示兩點(diǎn)電勢(shì)高低(1)(1)對(duì)于勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)于勻強(qiáng)電場(chǎng)E E(2)(2)U U和和E E是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，大小取決于電場(chǎng)是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，大小取決于電場(chǎng)本身，與本身，與F F、q q、W W無(wú)關(guān)無(wú)關(guān) 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E E 電勢(shì)差電勢(shì)差U U內(nèi)容內(nèi)容物理量物理量電場(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)度三個(gè)公式的區(qū)別與應(yīng)用電場(chǎng)

8、強(qiáng)度三個(gè)公式的區(qū)別與應(yīng)用FEq2QEkrUEd物理含義物理含義引入過(guò)程引入過(guò)程適用范圍適用范圍區(qū)別區(qū)別公式公式定義式定義式 E 與與F、q無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)適用于一切適用于一切電場(chǎng)電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式場(chǎng)強(qiáng)的決定式由由E 和和庫(kù)侖定律導(dǎo)出庫(kù)侖定律導(dǎo)出真空中點(diǎn)電荷真空中點(diǎn)電荷 勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的決定式場(chǎng)強(qiáng)的決定式由由FqE和和WqU導(dǎo)出導(dǎo)出勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)Fq1 1、等差等勢(shì)面越密的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度越大、等差等勢(shì)面越密的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度越大 三、三、 U=Ed 在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的應(yīng)用在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的應(yīng)用2 2、沿電場(chǎng)線方向相同距離兩點(diǎn)間，場(chǎng)強(qiáng)越大，電勢(shì)差越大、沿電場(chǎng)線方向相同距離兩點(diǎn)間，場(chǎng)強(qiáng)越大，電勢(shì)差越大例例6、實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，、實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為a60 V、b30 V，則，則a、b連線中點(diǎn)連線中點(diǎn)c的電勢(shì)的電勢(shì)c應(yīng)為應(yīng)為 ( ) Ac45 V Bc0)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以初速度的帶電小球以初速度