1.5 电场强度与电势差的关系 —粤教版高中物理选修3-1课件(共15张PPT)

(共15张PPT)
电场强度与电势差的关系
电场力（F=qE)
电场强度（E）
移动电荷q做功
电势能的变化(WAB=
EPA-
EPB)
电势差
？
电势
看知识结构图
描述电场能的性质
描述电场力的性质
UAB和E
存在怎样的关系？电场线与等势面存在怎样的关系？
功<=>能
电场线
等势面
描述电场能的性质
探究匀强电场场强与电势差的关系
1、根据课本P22——23的内容，你能得出匀强电场中沿电场方向上两点的电势差与场强的有怎样的关系吗？
即：在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差
等于场强和这两点间距离的乘积。
从电场力做功与电势差的关系可得：
从力做功的定义可得：
1、关系：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
表达式：U
=
Ed
或E
=
U/d（d为沿场强方向上的距离）
2、使用条件：
（1）匀强电场
（2）d是沿场强方向的两点间的距离。
3、单位关系：1V/m
=1N/C
E
A
B
L
α
Bˊ
d
一、电势差与电场强度的关系
例题：如图所示，匀强电场E=100V/m,
A
B两点相距0.1m,A
B连线与电场线的夹角为60O
,则A
B两点的电势差为多少？
解析：A
B两点沿场强方向的距离
d
=
ABcos
60O
所以
UAB=
Ed
=
EABcos
60O
=
100×0.1×0.5V
=
5
V
解题的关键是
找出A
B两点沿场强方向的距离
A
B
C
D
60
E
A
B
L
α
Bˊ
d
U与E扩展问题讨论：
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？
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A
B、
A
Bˊ
两个方向，
哪个电势降落的快？
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。
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
或场强的大小描述电场线方向电势降落的快慢
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
2、如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c,
a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。下列哪个正确？
A.φa＞φb＞φc
B.
Ea＞Eb＞Ec
C.φa－φb=φb－φc
D.
Ea
=
Eb
=
Ec
●
●
●
a
b
c
E
3、在电场强度为600
N/C的匀强电场中，A、B两点相距5
cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是_______
V。若A、B两点连线与电场方向成60°时，
则A、B两点的电势差是________V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是________V。
30
15
0
A
在匀强电场中，两点间的电势差和电场强度的关系为:
　　　UAB
=
E
d
或
E
=
UAB／d
注意：(d为沿场强方向上的距离）
几个结论：
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，等差等势面疏处场强小。
小结
3．电场强度三个公式的区别：
电场强度己学过三个公式有什么区别呢?
3．电场强度三个公式的区别：
区别
公式
公式含义
适用范围
E
=
F
q
E
=
k
Q
r2
E
=
U
d
是电场强度的定义式
任意电场
点电荷场强计算公式
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
[练习1]以下说法正确的是（
）
A、
匀强电场中各处的场强相等，电势也相等；
B、
场强为零的区域中，电势处处相同；
C、
沿电场线方向电场强度一定越来越小；
D、
电势降低的方向就是电场线的方向。
最快
错
B
练习２：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a、b连线的中c点的电势值为（　　）
A
等于30V
B
大于30V
C
小于30V
D
无法确定
C
（1）等势面与电场线两者互相垂直。
（2）电场线的方向是由高等势面指向低等势面。
（3）电场线越密的地方，等势面越密；电场线越稀的地方，等势面越稀；
（4）匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面；
二、电场线与等势面的关系
例题：光滑绝缘细杆竖直放置，它与以某正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点。质量为m、带电量为
–q
的有孔小球，从A点无初速下滑，已知q<求：
（1）小球由A到B的过程中
电场力做的功。
（2）A
C两点的电势差
解：（1）由A→B应用动能定理　　　　　
由点电荷的电场特点可知：B点和C点在同一个等势面上，从A点到C点的电势差等于，即
（2）
由于C点电势高于A点电势，所以