2020-2021学年高二上学期物理人教版选修3-1第一章第五节电势差第六节电势差与电场强度的关系(共22张PPT)
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二上学期物理人教版选修3-1第一章第五节电势差第六节电势差与电场强度的关系(共22张PPT) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 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 | 2021-04-16 10:52:49 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
电势差
第一章 静电场
电势差
在重力场中，当选取的势能零点不同时，对各点高度的描述也会不同，但是高度差不会随着势能零点的改变而改变。
电势差
A
B
C
D
0V
1V
2V
3V
0V
1V
2V
-1V
同理，在电场中，各点电势也会随电势零点的改变而改变，
但两点间的电势的差值却保持不变。
电势差
电势差（U）：电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。
WAB＝EPA－EPB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)
即WAB＝qUAB
(1)定义：电场中两点间电势的差值．
(2)表达式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA.
(3)电势差是标量，但有正负(φA>φB，UAB>0，φA<φB，UAB<0)．
(4)单位：V(伏)．
例1、在下图中，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10
V、6
V和－2
V，则UAB＝________，UBC＝________，UCA＝________.
由图可知，A、B处在同一个等势面上，则有φA=φB,故UAB=0
BC间的电势差为
UBC=10-（-2）=12V
CA间的电势差为
UCA=（-2）-10=-12V
0
12
-12
电势差>>例题
如图，如果B板接地（取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0）A板的电势为8V，M点的电势为6V，N点的电势为2V.则：
+
+
+
+
+
M
N
A
B
E
（1）M、N两点间的电势差UMN是多少伏？
N、M两点间的电势差UNM又是多少伏？
(2)如果是改为A板接地，B板的电势是多大？
M、N两点的电势各为多大？此时，
M、N两点间的电势差UMN又是多少伏？
电势差>>例题
电势差
各物理量的符号问题
(1)WAB、UAB、q
均可正可负，WAB
取正号表示静电力做正功，UAB
取正号表示φA>φB
，q取正号表示试探电荷为正电荷。
(2)涉及W、U、q
三者关系的计算时，需要将各量的正负号及数值一并代入进行计算。
电势差>>例题
在电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？
在匀强电场中把2.0×10－9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功
1.5
×10－7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功－4.0×10－7J
。
（1）比较A、B、C三点的电势高低；
（2）计算A、B间，
B、C间，
A、C间的电势差；
（3）计算把－1.5×10－9C的电荷从A点移到C点静电力做功；
电势差>>例题
电势差与电场强度的关系
第一章 静电场
电势差与电场强度的关系
问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？
E大处φ高
E大处φ低
E大处φ不一定高；φ高处E不一定大
电势差与电场强度的关系
问题2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？
（若规定无穷远处为零电势点
）
对O点：E=0，φ
≠0
.O
对O点：φ
=0，E
≠0
E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零
电势差与电场强度的关系
结论1:在电场中场强方向是电势降低最快的方向。
电势差与电场强度的关系
电势差与电场强度的关系
电势差与电场强度的关系
1、U=Ed是在匀强电场条件下推导出来的，因此公式只适用于匀强电场。
2、对非匀强电场虽不能做定量计算，但仍可用来作为定性判断。对于等差等势面来说，E越大，d越小，即等差等势面越密集。
3、由此可知场强的单位V／m和N／C是一致的，即：1V／m＝1N／C
电势差与电场强度的关系>>例题
例1：如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2
cm，两点间的电势差为5
V,
M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？
.N′
60°
E
M.
.N
电势差与电场强度的关系>>例题
等分法确定电场方向及电势
在匀强电场中，沿着任意方向上电势都是均匀变化的
[要点归纳]
①匀强电场中任一直线上相同间距的两点间的电势差相等
②两条平行直线上相同间距的两点间的电势差相等
等分法确定电场方向及电势>>例题
(等分法确定电场方向)下列图中，a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势φa＝10
V，φb＝2
V，φc＝6
V，a、b、c三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是( )
答案 D
等分法确定电场方向及电势>>例题
a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20
V，b点的电势为24
V，d点的电势为4
V，如图所示。由此可知c点的电势为( )
A.4
V
B.8
V
C.12
V
D.24
V
答案 B
等分法确定电场方向及电势>>例题
(多选)如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心。已知电场线与圆所在平面平行。下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的是( )
A.a点的电势为6
V
B.a点的电势为－2
V
C.O点的场强方向指向a点
D.O点的场强方向指向电势为2
V的点
答案 AD
电势差
第一章 静电场
电势差
在重力场中，当选取的势能零点不同时，对各点高度的描述也会不同，但是高度差不会随着势能零点的改变而改变。
电势差
A
B
C
D
0V
1V
2V
3V
0V
1V
2V
-1V
同理，在电场中，各点电势也会随电势零点的改变而改变，
但两点间的电势的差值却保持不变。
电势差
电势差（U）：电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。
WAB＝EPA－EPB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)
即WAB＝qUAB
(1)定义：电场中两点间电势的差值．
(2)表达式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA.
(3)电势差是标量，但有正负(φA>φB，UAB>0，φA<φB，UAB<0)．
(4)单位：V(伏)．
例1、在下图中，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10
V、6
V和－2
V，则UAB＝________，UBC＝________，UCA＝________.
由图可知，A、B处在同一个等势面上，则有φA=φB,故UAB=0
BC间的电势差为
UBC=10-（-2）=12V
CA间的电势差为
UCA=（-2）-10=-12V
0
12
-12
电势差>>例题
如图，如果B板接地（取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0）A板的电势为8V，M点的电势为6V，N点的电势为2V.则：
+
+
+
+
+
M
N
A
B
E
（1）M、N两点间的电势差UMN是多少伏？
N、M两点间的电势差UNM又是多少伏？
(2)如果是改为A板接地，B板的电势是多大？
M、N两点的电势各为多大？此时，
M、N两点间的电势差UMN又是多少伏？
电势差>>例题
电势差
各物理量的符号问题
(1)WAB、UAB、q
均可正可负，WAB
取正号表示静电力做正功，UAB
取正号表示φA>φB
，q取正号表示试探电荷为正电荷。
(2)涉及W、U、q
三者关系的计算时，需要将各量的正负号及数值一并代入进行计算。
电势差>>例题
在电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？
在匀强电场中把2.0×10－9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功
1.5
×10－7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功－4.0×10－7J
。
（1）比较A、B、C三点的电势高低；
（2）计算A、B间，
B、C间，
A、C间的电势差；
（3）计算把－1.5×10－9C的电荷从A点移到C点静电力做功；
电势差>>例题
电势差与电场强度的关系
第一章 静电场
电势差与电场强度的关系
问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？
E大处φ高
E大处φ低
E大处φ不一定高；φ高处E不一定大
电势差与电场强度的关系
问题2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？
（若规定无穷远处为零电势点
）
对O点：E=0，φ
≠0
.O
对O点：φ
=0，E
≠0
E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零
电势差与电场强度的关系
结论1:在电场中场强方向是电势降低最快的方向。
电势差与电场强度的关系
电势差与电场强度的关系
电势差与电场强度的关系
1、U=Ed是在匀强电场条件下推导出来的，因此公式只适用于匀强电场。
2、对非匀强电场虽不能做定量计算，但仍可用来作为定性判断。对于等差等势面来说，E越大，d越小，即等差等势面越密集。
3、由此可知场强的单位V／m和N／C是一致的，即：1V／m＝1N／C
电势差与电场强度的关系>>例题
例1：如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2
cm，两点间的电势差为5
V,
M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？
.N′
60°
E
M.
.N
电势差与电场强度的关系>>例题
等分法确定电场方向及电势
在匀强电场中，沿着任意方向上电势都是均匀变化的
[要点归纳]
①匀强电场中任一直线上相同间距的两点间的电势差相等
②两条平行直线上相同间距的两点间的电势差相等
等分法确定电场方向及电势>>例题
(等分法确定电场方向)下列图中，a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势φa＝10
V，φb＝2
V，φc＝6
V，a、b、c三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是( )
答案 D
等分法确定电场方向及电势>>例题
a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20
V，b点的电势为24
V，d点的电势为4
V，如图所示。由此可知c点的电势为( )
A.4
V
B.8
V
C.12
V
D.24
V
答案 B
等分法确定电场方向及电势>>例题
(多选)如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心。已知电场线与圆所在平面平行。下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的是( )
A.a点的电势为6
V
B.a点的电势为－2
V
C.O点的场强方向指向a点
D.O点的场强方向指向电势为2
V的点
答案 AD