人教版高二物理选修3-1教学课件：1.6 电势差与电场强度的关系 （共23张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-1教学课件：1.6 电势差与电场强度的关系 （共23张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 300.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-09-11 13:39:37 | ||
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文档简介
课件23张PPT。1.6 电势差与电场强度的关系一、场强和电势差 1．电场强度E描述了电场具有力的性质，电势差U描述了电场具有能的性质，E是矢量，U是标量．
2．E和U描述电场的角度虽不同，但作为反映同一电场的两个物理量，存在着一定的联系．电场力（F=Eq）电势能的变化
WAB=UABq电场强度（E）电势差（UAB）我们来看：电势差和E存在怎样的关系就是这一节课所要研究的课题如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线。
沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设
A、B两点间的距离为d，电势差为U，场强为E。
则电场力所做的功： 从力的角度： Ｗ= Fd = qEd ①
从能的角度： Ｗ= qU ②
由 ① ② 两式得:U = Ed 电势差与电场强度的关系 （通过下面的例子来推算） 1、沿场强方向移动电荷(匀强电场) 如图，在匀强电场E中，有相距为L的A、B两点，两点连线与场强方向成α角。则A、B两点间的电势差为U = EL，对不对？ 把正电荷q不是沿场强方向由A点移动到B点，则电场力所做的功： 从力的角度：ＷAB = FLcosα从能的角度：ＷAB = qUAB由上两式得：UAB =Ed
(d为沿场强方向上的距离)
[说明] 根据电场线跟等势面垂直这一性质，可过B点作一等势面，在等势面上找一点Bˊ，使A、Bˊ的连线沿场强方向。 B、Bˊ的电势相等
∴ UAB=U ABˊ = E dE
∴ UAB = ELcosα= E dE 或 E = UAB／ dE
2、沿任意方向移动电荷= qELcosα=qEd问题讨论：
答：沿ABˊ方向电势降落的快。
场强E的方向是电势降落最快的方向。
问题１：电场中A、B两点的电势差UAB跟移动电荷的路径有关吗？答：电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的位置有关。问题２： 单位长度内，沿AB、 ABˊ 两个方向，哪个电势降落的快？结论：
1、在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积
2、表达式：U = Ed 或：E = U/d（d为沿场强方向上的距离）
即：在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差
3、 单位关系：1V/m =1N/C
公式： E = U/d、E=F/q 公式<=>单位
注意：U = Ed和E = U/d的适用条件是：
（1）匀强电场 （2）d是沿场强方向的两点间的距离电场强度三个公式的区别： 区别公式公式含义 适用范围 是电场强度的定义式 任意电场 是真空中点电荷电场的场强计算公式 真空中点电荷电场 是匀强电场的场强的计算公式 （d为沿场强方向的距离）匀强电场 注意：在非匀强电场中，E和U也有一定的关系，但不像在匀强电场中的关系式那么简单．问题：非匀强电场中，等差等势面之间的距离相等吗？结论：答:不相等等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小
在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。
在匀强电场中，两点间的电势差和电场强度的关系为
电势差=电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积．
UAB = E d 或 E = UAB／d
一些结论 注意：(d为沿场强方向上的距离）
1、电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的
位置有关。
2、场强E的方向是电势降落最快的方向。
3、应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离
的两点间的电势差相等。
4、在非匀强电场中，等差等势面之间的距离不相等
等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小。
小结巩固练习1．下列说法正确的是 （ ）
A．由公式U = Ed 得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积
B．由公式E = U/d得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小
C．在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积
D．公式U = Ed只适用匀强电场
D
√3015 0 3、空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎。于是空气中出现了可以自由移动的电荷，空气变成了导体。这个现象叫做空气的“击穿“。
已知空气的击穿场强为3000kv/m。如果观察到某次闪电的火花长约100m ，发生此次闪电的电势差约为多少？4、右下图是初中地理中的边等高线图（图中数字的单位是米）。小山坡的左边a和右边b哪一边的地势更陡些？如果把一个球分别从山坡左右两边滚下（不考虑摩擦）哪边的加速度更大？现在把此图看成一个描述电势高低的等势线图，图中的单位是伏特,a和 b哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？根据两者的对比谈谈你的体会。第三课时 补充练习1．如图所示，实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动轨迹如图中虚线所示，a、b为轨迹上的两点.若a点电势为фa ，b点电势为фb ，则下列说法中正确的是( )
A．场强方向一定向左，且电势фa >фb
B．场强方向一定向左，且电势фa <фb
C．场强方向一定向右，且电势фa >фb
D．场强方向一定向右，且电势фa <фbabC2．如图9所示的匀强电场中有a、b、c三点，ab与场强方向平行，bc与场强方向成60°角，ab＝4cm，bc＝10cm，将一个带电量为2×10-8C的电荷从a移到b时，电场力做功4×10-6J，则将此电荷从b移到c电场力做功_____J，ac间电势差为_____V．3．一质量为m的带电小球，静止在两块带电平行金属板间的匀强电场中，此时两板间电压为300V；若将该电压降到60V，其它条件不变，则小球的加速度为_____m／s2．(g=10m/s2)8m/s2 4．如图14所示，竖直放置的两块足够长的平行金属板，相距0.08m，两板间的电压是2000V，在两板间的电场中用丝线悬挂着质量是4×10-3kg的带电小球，平衡后，丝线跟竖直方向成45°角，若将丝线剪断(g=10m/s2)
（1）说明小球在电场中作什么运动
（2）计算小球带电量
（3）设小球原来离带负电的板0.06m，问经过多少时间小球碰到金属板？(1)剪断细线后，小球将沿细线反方向，
由静止开始做匀加速直线运动（2）q=1.6×10-7C（3）t=0.1s5．如图所示，A、B两点分别固定着电量为+Q和+4Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC = CD = DB．现将一带正电的试探电荷从C点沿直线移到D点，则电场力对试探电荷( )
A．一直做正功 B．一直做负功
C．先做正功再做负功 D．先做负功再做正功ACDB+Q+4QB
2．E和U描述电场的角度虽不同，但作为反映同一电场的两个物理量，存在着一定的联系．电场力（F=Eq）电势能的变化
WAB=UABq电场强度（E）电势差（UAB）我们来看：电势差和E存在怎样的关系就是这一节课所要研究的课题如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线。
沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设
A、B两点间的距离为d，电势差为U，场强为E。
则电场力所做的功： 从力的角度： Ｗ= Fd = qEd ①
从能的角度： Ｗ= qU ②
由 ① ② 两式得:U = Ed 电势差与电场强度的关系 （通过下面的例子来推算） 1、沿场强方向移动电荷(匀强电场) 如图，在匀强电场E中，有相距为L的A、B两点，两点连线与场强方向成α角。则A、B两点间的电势差为U = EL，对不对？ 把正电荷q不是沿场强方向由A点移动到B点，则电场力所做的功： 从力的角度：ＷAB = FLcosα从能的角度：ＷAB = qUAB由上两式得：UAB =Ed
(d为沿场强方向上的距离)
[说明] 根据电场线跟等势面垂直这一性质，可过B点作一等势面，在等势面上找一点Bˊ，使A、Bˊ的连线沿场强方向。 B、Bˊ的电势相等
∴ UAB=U ABˊ = E dE
∴ UAB = ELcosα= E dE 或 E = UAB／ dE
2、沿任意方向移动电荷= qELcosα=qEd问题讨论：
答：沿ABˊ方向电势降落的快。
场强E的方向是电势降落最快的方向。
问题１：电场中A、B两点的电势差UAB跟移动电荷的路径有关吗？答：电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的位置有关。问题２： 单位长度内，沿AB、 ABˊ 两个方向，哪个电势降落的快？结论：
1、在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积
2、表达式：U = Ed 或：E = U/d（d为沿场强方向上的距离）
即：在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差
3、 单位关系：1V/m =1N/C
公式： E = U/d、E=F/q 公式<=>单位
注意：U = Ed和E = U/d的适用条件是：
（1）匀强电场 （2）d是沿场强方向的两点间的距离电场强度三个公式的区别： 区别公式公式含义 适用范围 是电场强度的定义式 任意电场 是真空中点电荷电场的场强计算公式 真空中点电荷电场 是匀强电场的场强的计算公式 （d为沿场强方向的距离）匀强电场 注意：在非匀强电场中，E和U也有一定的关系，但不像在匀强电场中的关系式那么简单．问题：非匀强电场中，等差等势面之间的距离相等吗？结论：答:不相等等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小
在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。
在匀强电场中，两点间的电势差和电场强度的关系为
电势差=电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积．
UAB = E d 或 E = UAB／d
一些结论 注意：(d为沿场强方向上的距离）
1、电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的
位置有关。
2、场强E的方向是电势降落最快的方向。
3、应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离
的两点间的电势差相等。
4、在非匀强电场中，等差等势面之间的距离不相等
等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小。
小结巩固练习1．下列说法正确的是 （ ）
A．由公式U = Ed 得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积
B．由公式E = U/d得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小
C．在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积
D．公式U = Ed只适用匀强电场
D
√3015 0 3、空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎。于是空气中出现了可以自由移动的电荷，空气变成了导体。这个现象叫做空气的“击穿“。
已知空气的击穿场强为3000kv/m。如果观察到某次闪电的火花长约100m ，发生此次闪电的电势差约为多少？4、右下图是初中地理中的边等高线图（图中数字的单位是米）。小山坡的左边a和右边b哪一边的地势更陡些？如果把一个球分别从山坡左右两边滚下（不考虑摩擦）哪边的加速度更大？现在把此图看成一个描述电势高低的等势线图，图中的单位是伏特,a和 b哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？根据两者的对比谈谈你的体会。第三课时 补充练习1．如图所示，实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动轨迹如图中虚线所示，a、b为轨迹上的两点.若a点电势为фa ，b点电势为фb ，则下列说法中正确的是( )
A．场强方向一定向左，且电势фa >фb
B．场强方向一定向左，且电势фa <фb
C．场强方向一定向右，且电势фa >фb
D．场强方向一定向右，且电势фa <фbabC2．如图9所示的匀强电场中有a、b、c三点，ab与场强方向平行，bc与场强方向成60°角，ab＝4cm，bc＝10cm，将一个带电量为2×10-8C的电荷从a移到b时，电场力做功4×10-6J，则将此电荷从b移到c电场力做功_____J，ac间电势差为_____V．3．一质量为m的带电小球，静止在两块带电平行金属板间的匀强电场中，此时两板间电压为300V；若将该电压降到60V，其它条件不变，则小球的加速度为_____m／s2．(g=10m/s2)8m/s2 4．如图14所示，竖直放置的两块足够长的平行金属板，相距0.08m，两板间的电压是2000V，在两板间的电场中用丝线悬挂着质量是4×10-3kg的带电小球，平衡后，丝线跟竖直方向成45°角，若将丝线剪断(g=10m/s2)
（1）说明小球在电场中作什么运动
（2）计算小球带电量
（3）设小球原来离带负电的板0.06m，问经过多少时间小球碰到金属板？(1)剪断细线后，小球将沿细线反方向，
由静止开始做匀加速直线运动（2）q=1.6×10-7C（3）t=0.1s5．如图所示，A、B两点分别固定着电量为+Q和+4Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC = CD = DB．现将一带正电的试探电荷从C点沿直线移到D点，则电场力对试探电荷( )
A．一直做正功 B．一直做负功
C．先做正功再做负功 D．先做负功再做正功ACDB+Q+4QB