电势差与场强的关系(河北省石家庄市长安区)

课件17张PPT。七　电势差和电场强度的关系上几节课，我们学习了电荷、电场、电场强度、电势、电势差等概念。知道了电场强度是跟电场电荷的作用力相联系的（E=F/q)，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的(UAB=WAB/q)。力和功是有联系的（W=Fs)，电场强度和电势差也是有联系的。今天，我们就以匀强电场为例，来研究它们之间的关系。关于电势差与电场强度这两个物理量，我们前边的学习中已做过具体讨论，现在请同学们回忆这两个物理量的概念，并思考一下它们有哪些不同之处一、电势差和电场强度的区别电场强度电势差物理意义描述电场力的特征描述电场能的特征矢标量物理公式单位E=F/qU=W/q矢量标量N/CV前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越来越低，从图中可以看出沿AB、AD、AC方向，电势都在降低，但沿AB方向距离最短，即降低得最快，而AB方向即为场强方向. 1．场强方向就是电势降低最快的方向。二、电场强度与电势差的联系：但是，电势降落的方向不一定是电场强度的方向我们再来研究场强和电势差的数量关系。 ABEd UW=Fd=Eqd+qW=Uq如果不是沿场强方向移动电荷的呢？ U＝EdABEαLLcosαCW=FLcosa=EqdLcosa=dU＝EdU=Ed３、由U=Ed，得 E=U／d它表明：匀强电场的场强在数值上等于沿场强方向上单位距离的电势差。它表示：在匀强电场中，任意两点间的电势之差，等于电场强度跟这两点沿电场强度方向上的距离的乘积。试证明1V/m=1N/C因为1V=1J/c;1J=1Nm此公式只适用于匀强电场。其中d必须是沿场强方向的距离，而不是任意两点间的距离。2、场强和电势差的数量关系：根据E=U／d,可得场强的另一个单位：V／m。例：如图匀强电场 E=200 N／C，UAC=5V， AB间距离多少？解：UAC＝ Ed练习1、 两块平行板相距0.05m，两板间的电势差为1000 V,两板间匀强电场的场强为………………V/m.两板间有一个电子，它所受的电场力为………………N2 × 1043.2 ×10-15２、 如图两块带电平行板相距5cm,两板间的场强为1.2×103V/m,两板间的电势差为 　　　　　
　　　　　　　V 60若电场中的P1点距A板为0.5cm，p2点距B板也为0.5cm，则两点间的电势差为 V 48 ３、 下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系说法正确的是：（ ）
A 任意两点的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。
B 沿电场方向，经任何相同距离电势降落必相等。
C 电势降落的方向必是场强的方向。
D 在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大。 B４、图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm．把一个电量q＝10-5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为-1.73×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向是[　　]
A．865V／m，垂直AC向左
B．865V／m，垂直AC向右
C．1000V／m，垂直AB斜向上
D．1000V／m，垂直AB斜向下
D５、图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过a.b两点的等势面的电势分别为40V、20V，那么ab连线的中点的电势值为：（ ）
A 等于30V B 大于30V
C 小于30V D 无法确定 abcA公式U=Ed只适用于匀强电场，但在非匀强电场问题中，我们也可以用此式来比较电势差的大小：场强用各段的平均值。Eac>Ecb 因而Uac>Ucb由此我们可以得到一个重要结论： 在同一幅等势面图中，我们往往把两个相邻等势面间的电势差取一个定值,等势面越密的地方场强越大。40v20v<30v总结１、电场强度有三个计算式：E=F/q E=kQ/r2 E=U/d 它们的适用范围不同E=F/q适用于一切电场； E=kQ/r2适用于真空中的点电荷； E=U/d适用于匀强电场。２、电场强度与电势无直接关系。因为某点电势的值是相对选取的零电势而言的，选取的参考点不同，电势的值不同，而场强由电场本身决定，与参考点无关。【例】在方向水平的匀强电场中，一个不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点．把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放．已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ(如图14－141)．求小球经过最低点时细线对小球的拉力． 解：设细线长为L，球的电量为q，场强为E．若电量q为正，则场强方向在图中向右，反之向左．从释放点到左侧最高点，根据动能定理：
mgLcosθ－qEL(1＋sinθ) ＝０……………①
若小球运动到最低点时的速度为v，此时线的拉力为T，由动能定理得：
mgL－qEL ＝mv2/2 …………………②
由牛顿第二定律得：T－mg＝mv2/L………③作业１、练习六的３、４、５做作业本上（周一交）
２、创新作业本完成