江西省南昌市灣里一中高中物理《1.6電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系》課件 新人教選修31

1、1.6 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 2021/8/8 星期日1電場(chǎng)的兩大性質(zhì)： 力的性質(zhì)：能的性質(zhì)：由電場(chǎng)強(qiáng)度 E 描述可用等勢(shì)面形象表示 物質(zhì)存在的兩種方式：實(shí)物和場(chǎng)物理學(xué)的兩條主線:力和能由電勢(shì) 描述可用電場(chǎng)線形象表示2021/8/8 星期日2電場(chǎng)力（F=qE)電場(chǎng)強(qiáng)度（E）移動(dòng)電荷q做功(是否到零參考點(diǎn))電勢(shì)能的變化(WAB=qUAB)電勢(shì)差（UAB= ）電勢(shì)？看知識(shí)結(jié)構(gòu)圖理解掌握幾個(gè)物理概念：電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)差、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系、等勢(shì)面（線）的特點(diǎn)兩點(diǎn)間的 電能=其它形式能的物理量描述能性質(zhì)描述電場(chǎng)力性質(zhì)到零參考點(diǎn)定義:某點(diǎn)電勢(shì)不到零參考點(diǎn)定義兩點(diǎn)間的電勢(shì)差電勢(shì)差和

2、E存在怎樣的關(guān)系就是這一節(jié)課所要研究的課題功能2021/8/8 星期日3如圖：表示某一勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面和電場(chǎng)線。 沿場(chǎng)強(qiáng)方向把正電荷q由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn) ，設(shè)A、B兩點(diǎn)間的距離為d，電勢(shì)差為U，場(chǎng)強(qiáng)為E。則電場(chǎng)力所做的功： 從力的角度： = Fd = qEd 從能的角度： = qU 由 兩式得: U = Ed dABE 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 （通過下面的例子來推算） 問題一、若沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷結(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)與這兩點(diǎn)的距離的乘積表達(dá)式：U = Ed 或：E = U/d（d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離）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

3、注意：U = Ed和E = U/d的適用條件是： （1）勻強(qiáng)電場(chǎng) （2）d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的距離。 單位關(guān)系：1V/m =1N/C 公式： E = U/d、E=F/q 公式單位2021/8/8 星期日4 如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，有相距為L(zhǎng)的A、B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成角。則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U = EL，對(duì)不對(duì)？ ABLE B d把正電荷q不是沿場(chǎng)強(qiáng)方向由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，則電場(chǎng)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 A、B兩點(diǎn)連線L不沿場(chǎng)強(qiáng)方向，不能直接用U = EL計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。說明 根據(jù)電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直這一性質(zhì)，

4、可過B點(diǎn)作一等勢(shì)面，在等勢(shì)面上找一點(diǎn)B，使A、B的連線沿場(chǎng)強(qiáng)方向。 B、B的電勢(shì)相等 UAB=U AB = E dE UAB = ELcos= E dE或 E = UAB dE問題二、若不沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷？= qELcosUAB = ELcos (Lcos為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離)2021/8/8 星期日5由上推導(dǎo)得出一個(gè)總結(jié)論：電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（種說法）（1）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩個(gè)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離的乘積（2）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值（3）電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)E = UABdUAB = E

5、 d2021/8/8 星期日6EABL B d說明電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，類同于重力場(chǎng)中兩點(diǎn)間的高度差： 高度差h 跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)，只與A、B的位置有關(guān)問題討論：答：場(chǎng)強(qiáng)E的方向是電勢(shì)降落最快的方向。問題3：電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB跟移動(dòng)電荷的路徑有關(guān)嗎？答：電勢(shì)差UAB 跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只與A、B的位置有關(guān)。問題4： 單位長(zhǎng)度內(nèi)，沿AB、 AB 兩個(gè)方向，哪個(gè)電勢(shì)降落的快？應(yīng)用：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。2021/8/8 星期日7問題5：非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，等差等勢(shì)面之間的距離相等嗎？結(jié)論：答:不相等等差等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大，等勢(shì)面疏處場(chǎng)強(qiáng)小2021/8

6、/8 星期日8請(qǐng)定性地畫出電勢(shì)差相等的二個(gè)等勢(shì)面。哪兩個(gè)等勢(shì)面是否在相鄰等勢(shì)面的中間?2021/8/8 星期日9鞏固練習(xí) 1下列說法正確的是 （ ） A由公式U = Ed 得，在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于 場(chǎng)強(qiáng)與兩點(diǎn)間距離的乘積 B由公式E = U/d得，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向上 兩點(diǎn)間距離越大，電場(chǎng)強(qiáng)度就越小 C在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，任兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積D公式U = Ed只適用勻強(qiáng)電場(chǎng)D2021/8/8 星期日102、如圖，a、b、c是一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由a到c, a、b間的距離等于b、c間的距離。用a、b、c和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)。

7、下列哪個(gè)正確？ A.abc B. EaEbEc C.ab=bc D. Ea=Eb=Ec a b c E3、在電場(chǎng)強(qiáng)度為600 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)相距5 cm，若A、B兩點(diǎn)連線是沿著電場(chǎng)方向時(shí)，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是_ V。若A、B兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向成60時(shí)， 則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是_V；若A、B兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向垂直時(shí)，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是_V。3015 0 2021/8/8 星期日11在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系為電勢(shì)差=電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩個(gè)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離的乘積UAB = E d 或 E = UABd 結(jié)論 ： 注意：(d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離） 1、電勢(shì)差UAB

8、跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只與A、B的 位置有關(guān)。2、場(chǎng)強(qiáng)E的方向是電勢(shì)降落最快的方向。3、應(yīng)用：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩條平行線段上相等距離 的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。4、在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，等差等勢(shì)面之間的距離不相等 等差等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大，等勢(shì)面疏處場(chǎng)強(qiáng)小。小 結(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度己學(xué)過三個(gè)公式有什么區(qū)別呢?2021/8/8 星期日123電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)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(chǎng)強(qiáng)度的定義式 任意電場(chǎng) 是真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式 真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng) 是勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式 （d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離）勻強(qiáng)電場(chǎng) 2021/8/8 星期日13練習(xí)以下說法正確的是

9、：A、 勻強(qiáng)電場(chǎng)中各處的場(chǎng)強(qiáng)相等，電勢(shì)也相等；B、 場(chǎng)強(qiáng)為零的區(qū)域中，電勢(shì)處處相同；C、 沿電場(chǎng)線方向電場(chǎng)強(qiáng)度一定越來越??；D、 電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)線的方向。 最快錯(cuò)錯(cuò)正確答案: B練習(xí)：圖中實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)面，過a.b兩點(diǎn)的等勢(shì)面的電勢(shì)分別為40V、20V，那么ab連線的中點(diǎn)的電勢(shì)值為 （）A 等于30V B 大于30VC 小于30V D 無法確定提示: 注意是否勻強(qiáng)電場(chǎng)答案 :c2021/8/8 星期日14布置作業(yè)：課本練習(xí)六（4）、（5） 復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)2021/8/8 星期日15第六節(jié) 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)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩個(gè)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離的乘積UAB = E d在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值E = UAB d電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)注意： d指沿電場(chǎng)方向距離；（也可說兩點(diǎn)間的電勢(shì)面間的距離）電勢(shì)差UAB