電勢差與電場強度的關(guān)系-粵教滬版

1、授課者：羅崗中學 劉遠輝第六節(jié) 電勢差和電場強度的關(guān)系選修第一章靜電場電場的兩大性質(zhì)：電場的兩大性質(zhì)： 力的性質(zhì)：力的性質(zhì)：能的性質(zhì)：能的性質(zhì)：由電場強度由電場強度 E 描述描述可用等勢面形象表示可用等勢面形象表示 物質(zhì)存在的兩種方式：實物和場物理學的兩條主線:力和能由電勢描述由電勢描述可用電場線形象表示可用電場線形象表示電場電場力力（F=qE)電場強度（電場強度（E）移動電荷移動電荷q做功做功(是否到零參考點是否到零參考點)電勢電勢能能的變化的變化(WAB=qUAB)電勢差（電勢差（UAB= ）BA 電勢電勢？看知識結(jié)構(gòu)圖看知識結(jié)構(gòu)圖理解掌握幾個物理概念：理解掌握幾個物理概念：電場強度、電場

2、線、電勢、電勢差、電場強度、電場線、電勢、電勢差、電場力做功與電勢能的轉(zhuǎn)化關(guān)系、等勢面（線）的特點電場力做功與電勢能的轉(zhuǎn)化關(guān)系、等勢面（線）的特點兩點間的兩點間的 電能電能=其它形式能的物理量其它形式能的物理量描述能性質(zhì)描述能性質(zhì)描述電場描述電場力力性質(zhì)性質(zhì)到零參考點定義到零參考點定義:某點電勢某點電勢不到零參考點定義兩點間的電勢差不到零參考點定義兩點間的電勢差E存在怎樣存在怎樣功功能能如圖：表示某一勻強電場的等勢面和電場線。 沿場強方向把正電荷q由A點移動到B點 ，設(shè)A、B兩點間的距離為d，電勢差為U，場強為E。則電場力所做的功： 從力的角度： = Fd = qEd 從能的角度： = qU

3、由 兩式得: U = EddABE 電勢差與電場強度的關(guān)系電勢差與電場強度的關(guān)系 （通過下面的例子來推算）（通過下面的例子來推算）沿場強方向移動電荷n結(jié)論：結(jié)論：在勻強電場中，n沿場強方向的兩點間的電勢差等于場強與這兩點的距離的乘積n表達式：表達式：U = Ed 或：或：E = U/d（d為沿場強方向上的距離）為沿場強方向上的距離）n在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差n 注意：U = Ed和E = U/d的適用條件是： n（1）勻強電場 （2）d是沿場強方向的兩點間的距離。單位關(guān)系：1V/m =1N/C 公式： E = U/d、E=F/q 公式公式單位單位ABL 如圖

4、，在勻強電場E中，有相距為L的A、B兩點，兩點連線與場強方向成角。則A、B兩點間的電勢差為U = EL，對不對？ E B d把正電荷q不是沿場強方向由A點移動到B點，則電場力所做的功： 從力的角度：AB = FLcos從能的角度：AB = qUAB由上兩式得：解析解析 A、B兩點連線L不沿場強方向，不能直接用U = EL計算A、B兩點間的電勢差。從力的角度： AB = FLcos = qELcos從能的角度： AB = qUAB由上兩式得： UAB = ELcos (Lcos為沿場強方向上的距離為沿場強方向上的距離)說明說明 根據(jù)電場線跟等勢面垂直這一性質(zhì)，可過B點作一等勢面，在等勢面上找一點

5、B，使A、B的連線沿場強方向。 B、B的電勢相等 UAB=U AB = E dE UAB = ELcos= E dE或或 E = UAB dE如果不是沿場強方向移動電荷？= qELcos由上推導得出一個由上推導得出一個總結(jié)論：總結(jié)論：勻強電場中勻強電場中兩點間的電勢差兩點間的電勢差等于等于電場強電場強度度與這兩個點與這兩個點沿電場方向距離沿電場方向距離的乘積的乘積 UAB = E d或或n在勻強電場中電場強度的大小等于兩點間的電在勻強電場中電場強度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿電場強度方向距離的比值勢差與兩點沿電場強度方向距離的比值或或電場強度在數(shù)值上沿電場方向每單位距離上電場強度在數(shù)值上沿

6、電場方向每單位距離上降低的電勢降低的電勢nE = UABd條件是條件是:勻強電場、沿電場方向的距離勻強電場、沿電場方向的距離 EABL B d說明說明電場中兩點間的電勢差，類同于重力場中兩點間的高度差： 高度差h 跟物體運動的路徑無關(guān)，只與A、B的位置有關(guān)問題討論：問題討論：2 2、場強場強E E的方向的方向是電勢降落最快的方向是電勢降落最快的方向。n1、電勢差、電勢差UAB 跟移動電荷的路徑無關(guān)，只跟移動電荷的路徑無關(guān)，只與與A、B的位置有關(guān)。的位置有關(guān)。問題： 單位長度內(nèi)，沿AB、 AB 兩個方向，哪個電勢降落的快？n3、應用：、應用：在勻強電場中，兩條平行線段上相等距在勻強電場中，兩條平

7、行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等。離的兩點間的電勢差相等。問題：非勻強電場中，問題：非勻強電場中，等差等勢面等差等勢面之間的距離相等嗎？之間的距離相等嗎？結(jié)論：結(jié)論：答答:不不相等相等4.等差等勢面密處場強大，等勢面疏處場強小等差等勢面密處場強大，等勢面疏處場強小請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間? ?1下列說法正確的是 （ ）A由公式U = Ed 得，在電場中兩點間電勢差等于場強與兩點間距離的乘積B由公式E = U/d得，在勻強電場中沿電場線方向上兩點間距離越大，電場強度就越小C在勻

8、強電場中，任兩點間電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積D公式U = Ed只適用勻強電場 D2、如圖，、如圖，a、b、c是一條電場線上的三個點，電場線是一條電場線上的三個點，電場線的方向由的方向由a到到c, a、b間的距離等于間的距離等于b、c間的距離間的距離。用。用a、b、c和和Ea、Eb、Ec分別表示分別表示a、b、c三點的電勢三點的電勢和場強。下列哪個正確？和場強。下列哪個正確？ A.abc B. EaEbEc C.ab=bc D. Ea=Eb=Ec 課堂練習：課堂練習： a b c E3、在電場強度為、在電場強度為600 N/C的勻強電場中，的勻強電場中，A、B兩點相兩點相距距5 cm，若

9、，若A、B兩點連線是沿著電場方向時，則兩點連線是沿著電場方向時，則A、B兩點的電勢差是兩點的電勢差是_ V。若。若A、B兩點連線與電場方兩點連線與電場方向成向成60時，時， 則則A、B兩點的電勢差是兩點的電勢差是_V；若；若A、B兩點連線與電場方向垂直時，則兩點連線與電場方向垂直時，則A、B兩點的電勢兩點的電勢差是差是_V。3015 0 n在勻強電場中，在勻強電場中，兩點間的電勢差和電場強度的關(guān)系為兩點間的電勢差和電場強度的關(guān)系為n電勢差電勢差=電場強度與這兩個點沿電場方向距離的乘積電場強度與這兩個點沿電場方向距離的乘積nUAB = E d 或或 E = UABd n一些結(jié)論一些結(jié)論 注意：注

10、意：(d為沿場強方向上的距離）為沿場強方向上的距離） n1、電勢差、電勢差UAB 跟移動電荷的路徑無關(guān)，只與跟移動電荷的路徑無關(guān)，只與A、B的的n 位置有關(guān)。位置有關(guān)。n2、場強、場強E的方向是電勢降落最快的方向。的方向是電勢降落最快的方向。n3、應用：在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離、應用：在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離n 的兩點間的電勢差相等。的兩點間的電勢差相等。n4、在非勻強電場中，等差等勢面之間的距離不相等、在非勻強電場中，等差等勢面之間的距離不相等n 等差等勢面密處場強大，等勢面疏處場強小。等差等勢面密處場強大，等勢面疏處場強小。3電場強度三個公式的區(qū)別： 電場強度己學過

11、三個公式有什么區(qū)別呢電場強度己學過三個公式有什么區(qū)別呢?3電場強度三個公式的區(qū)別： 區(qū)別公式公式含義 適用范圍 E = FqE = kQr2E =Ud是電場強度的定義式 任意電場 是真空中點電荷電場的場強計算公式 真空中點電荷電場 是勻強電場的場強的計算公式 （d為沿場強方向的距離）勻強電場 11以下說法正確的是：以下說法正確的是：A A、 勻強電場中各處的場強相等，電勢也相等；勻強電場中各處的場強相等，電勢也相等；B B、 場強為零的區(qū)域中，電勢處處相同；場強為零的區(qū)域中，電勢處處相同；C C、 沿電場線方向電場強度一定越來越?。谎仉妶鼍€方向電場強度一定越來越??；D D、 電勢降低的方向就是

12、電場線的方向。電勢降低的方向就是電場線的方向。 最快最快錯錯錯錯正確正確答案答案: B答案答案 :c謝謝！祝: 身體健康、學習進步 板書板書: 第六節(jié)第六節(jié) 電勢差和電場強度的關(guān)系電勢差和電場強度的關(guān)系勻強電場勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩個點沿電中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩個點沿電場方向距離的乘積場方向距離的乘積UAB = E d或或在勻強電場中電場強度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿在勻強電場中電場強度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿電場強度方向距離的比值電場強度方向距離的比值E = UAB d或或電場強度在數(shù)值上沿電場方向每單位距離上降低的電勢電場強度在數(shù)值上沿電場方向每單位距離上降低的電勢注意：注意： d指沿電場方向距離；（也可說兩點間的電勢面間的距離）指沿電場方向距離；（也可說兩點間的電勢面間的距離）電勢差電勢差UAB 跟移動電荷的路徑無關(guān)，只與跟移動電荷的路徑無關(guān)，只與A、B的位置有關(guān)的位置有關(guān)場強場強E的方向是電勢降落的方向是電勢