第二节-电场强度与电势差的关系(共32张)课件.ppt

1、电场的两大性质：力的性质：能的性质：由由描述描述 可用可用等势面形象表示形象表示 由由电势、描述描述 可用可用电场线形象表示形象表示 学习目标：学习目标：1、理解匀强电场中电势差与电、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系场强度的关系2、会用、会用 U=Ed 进行有关的计算进行有关的计算U=Ed EABABqUWEqdWABEdUAB二、电场强度和电势差的关系二、电场强度和电势差的关系v我们以匀强电场为例来确定E和U的关系.从力的角度：从力的角度：从能的角度：从能的角度：E）从力的角度：从力的角度：AB=FLcos从能的角度：从能的角度：AB=qUAB由上两式得：由上两式得：=q qEdU UA

2、BAB =ELcos=Ed =ELcos=EdEdU dUE 的场强的场强两点间的电势差两点间的电势差电场线方向的距离（等势面间距）电场线方向的距离（等势面间距）注意注意：1 1、在匀强电场中，场强在数值上、在匀强电场中，场强在数值上 等于沿场强方向等于沿场强方向每单位距离上每单位距离上的电势差的电势差.2 2、运算不用带符号、运算不用带符号3、1 V/m=1 N/C4.在非匀强电场中，在非匀强电场中，E和和U也有一定的关系，但不也有一定的关系，但不像在匀强电场中的关系式那么简单像在匀强电场中的关系式那么简单证明：1V/m=1N/C-=-=-=-1伏1米U=W/q1焦/库1米W=FS1牛米1库

3、米1牛1库-19-19-19在研究微观粒子常用电子伏特在研究微观粒子常用电子伏特(eV)(eV)做能量的单做能量的单位。位。1eV1eV等于一个电子经过等于一个电子经过1v1v电压加速后所增加电压加速后所增加的动能。的动能。返回请推导电子伏特与焦耳的换算关系。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。等势面越密集的地方，电场强度越大。等势面越密集的地方，电场强度越大。dEUAB第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)思考如图所示，从匀强电场中一等势面上的如图所示，从匀强电场中一等势面上的A A点沿三条不同路点沿三条不同路径径AMAM、ANAN、AP

4、AP到达另一等势面，则沿哪条路径电势降落到达另一等势面，则沿哪条路径电势降落最快？最快？EANPM在匀强电场中在匀强电场中,沿电场方向电势降落的最快！沿电场方向电势降落的最快！第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)三、电场强度的物理意义：三、电场强度的物理意义：(1)(1)场强场强E E的方向是电势降落最快的方向。的方向是电势降落最快的方向。(2)(2)场强场强E E的大小描述沿电场线方向电势降落的快慢。的大小描述沿电场线方向电势降落的快慢。第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)

5、qFE（适用于任何电场）（适用于任何电场）2rQkE（只适用于点电荷）（只适用于点电荷）dUE（只适用于匀强电场）（只适用于匀强电场）3电场强度三个公式的区别：电场强度三个公式的区别：第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)1、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a、b、c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.abc B.EaEbEc C.ab=bc D.Ea=Eb=Ec 课堂练习：课堂练习：a b c E2 2、在电场强度为、在电场强度为60

6、0 N/C600 N/C的匀强电场中，的匀强电场中，A A、B B两点相两点相距距5 cm5 cm，若，若A A、B B两点连线是沿着电场方向时，则两点连线是沿着电场方向时，则A A、B B两点的电势差是两点的电势差是_ V_ V。若。若A A、B B两点连线与电场方两点连线与电场方向成向成6060角时，角时，则则A A、B B两点的电势差是两点的电势差是_V_V；若若A A、B B两点连线与电场方向垂直时，则两点连线与电场方向垂直时，则A A、B B两点的电两点的电势差是势差是_V_V。30150第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)

7、答案:7.5103；-3.8410-16；增加3 3、如图所示，、如图所示，a a、b b是匀强电场中的两点已知两点间是匀强电场中的两点已知两点间的距离为的距离为0.4m0.4m，两点的连线与电场线成，两点的连线与电场线成3737角，两点角，两点间的电势差间的电势差U Uabab=2.4=2.410103 3V V，则匀强电场的场强大小为，则匀强电场的场强大小为E=_V/mE=_V/m，把电子从，把电子从a a点移到点移到b b点电场力做功点电场力做功W=_JW=_J，电子的电势能将，电子的电势能将_(_(填填“增大增大”、“减少减少”或或“不变不变”)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张

8、PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)4.4.如右图所示，在匀强电场中有如右图所示，在匀强电场中有A A、B B两点，间距为两点，间距为2 cm.2 cm.两点的连线与场强方向成两点的连线与场强方向成6060角，将一个带角，将一个带电量为电量为2 210105 5 C C的电荷由的电荷由A A移到移到B B，其电势能增，其电势能增加了加了0.1 J0.1 J则：则：(1)(1)在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？(2)(2)A A、B B两点间的电势差为多少？两点间的电势差为多少？(3)(3)匀强电场的场强为多大？匀强电场的场强为多大？

9、第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)答案：答案：(1)0.1 J(2)5 000 V(3)5105 V/m 第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)5.5.如图所示为匀强电场中的一簇等势面，如图所示为匀强电场中的一簇等势面，若若A A、B B、C C、D D相邻两点间的距离都是相邻两点间的距离都是2 cm2 cm，则该电场的场强为则该电场的场强为_；到；到A A点距离为点距离为1.5 cm1.5 cm的的P P点的电势为点的电势为_；该电场；该电场的场强方向为的场强方向为_第二节

10、 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)6 6、平行的带电金属板、平行的带电金属板A A、B B间是匀强电场如右图所间是匀强电场如右图所示，两板间距离是示，两板间距离是5 cm5 cm，两板间的电压是，两板间的电压是60 V.60 V.(1)(1)两板间的场强是多大？两板间的场强是多大？(2)(2)电场中有电场中有P P1 1和和P P2 2两点，两点，P P1 1点离点离A A板板0.5 cm0.5 cm，P P2 2点点离离B B板也是板也是0.

11、5 cm0.5 cm，P P1 1和和P P2 2两点间的电势差多大？两点间的电势差多大？(3)(3)若若B B板接地，板接地，P P1 1和和P P2 2两点的电势各是多少伏？两点的电势各是多少伏？第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)(2)P(2)P1 1、P P2 2两点间沿场强方向的距离：两点间沿场强方向的距离：dd4 cm4 cm所以所以UPUP1 1P P2 2EdEd1.21.210103 34 410102 2 V V48 V.48 V.(3)B(3)B板接地，即选板接地，即选B B板电势为零，电场中某点的电势板电势为零

12、，电场中某点的电势就等于这点与就等于这点与B B板的电势差，即板的电势差，即P1P1EdEd1 11.21.210103 34.54.510102 2 V V54 V.54 V.P2P2EdEd2 21.21.210103 30.50.510102 2 V V6 V.6 V.答案：答案：(1)1.2(1)1.210103 3 V/m V/m(2)48 V(2)48 V(3)54 V(3)54 V6 V6 V第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)7、如图所示，如果、如图所示，如果B板接地（取大地的电势为板接地（取大地的电势为0，则与大地相

13、连的导体电势也为则与大地相连的导体电势也为0）则）则A点电势为点电势为8V,M点电势为点电势为6V，N点电势为点电势为2V，M、N两点两点间电势差为多少？间电势差为多少？如果改为如果改为A板接地，板接地，B板电势多大？板电势多大？M、N两点两点电势各多大？电势各多大？M、N两点间电势差多大？两点间电势差多大？+-MNAB第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)三、应用EBAO如图所示，如图所示，ABAB为匀强电场中的两点，为匀强电场中的两点，O O为为ABAB连线的中点，连线的中点，试推导出试推导出O O点的电势与点的电势与A A、B B

14、两点的电势之间的关系。两点的电势之间的关系。2|ABOBOOABOOBOAAOOBAOOBEUAOEU且且【推导】【推导】第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)思考2：EBAO如图所示，如图所示，ABAB为匀强电场中的两点，为匀强电场中的两点，O O为为ABAB连线的中点，连线的中点，试推导出试推导出O O点的电势与点的电势与A A、B B两点的电势之间的关系。两点的电势之间的关系。22MBNOAMANMBNOBO由上面的分析可知：由上面的分析可知：，在一个等势面上，则在一个等势面上，则与与等势面上，等势面上，在一个在一个与与，做出如图

15、所示的辅助线做出如图所示的辅助线【推导】【推导】NM第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)思考3：如图所示，如图所示，ABAB为匀强电场中的两点，如果为匀强电场中的两点，如果O O1 1、O O2 2、O O3 3 O On n为为ABAB连线的连线的n n等分点，那么等分点，那么O O1 1、O O2 2、O O3 3 O On n 是否也是是否也是A A、B B间电势差的间电势差的n n等分点？等分点？第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)在匀强电场中任意两点的连线的在匀强电

16、场中任意两点的连线的n n等分点也将这等分点也将这两点间的电势差两点间的电势差n n等分。（等分。（几何等分点也是电势几何等分点也是电势差等分点差等分点）推论推论1：在匀强电场中，由于在匀强电场中，由于U UEdEd，所以任意一簇，所以任意一簇平平行线上行线上等距离的两点的电势差相等等距离的两点的电势差相等推论推论2：第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)例例8 8：a a、b b、c c、d d是匀强电场中的四个点，它们正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好是一个矩形的四个顶点电场线与矩形所在平面平

17、行已知平行已知a a点的电势为点的电势为20 V20 V，b b点的电势为点的电势为24 V24 V，d d点的电势为点的电势为4 V4 V，如右图所示由此可知，如右图所示由此可知c c点的电势点的电势为为()A A4 V4 V B B8 V8 VC C12 V 12 V D D24 V24 V解析：由匀强电场特点知，在匀强电场中，由于解析：由匀强电场特点知，在匀强电场中，由于U UEdEd，所以任意一簇平行线上等距离的两点的电势，所以任意一簇平行线上等距离的两点的电势差相等，因此差相等，因此U UababU Udcdc，c c点电势为点电势为8 V8 V，B B正确正确答案：答案：B B第二

18、节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)例例2 2、如图所示，、如图所示，A A、B B、C C 、D D为匀强电场中一正方形为匀强电场中一正方形的四个顶点，已知的四个顶点，已知A A、B B、C C 三点的电势分别为三点的电势分别为15V15V、3V3V、-3V-3V求求D D点的电势。点的电势。V9331522OBCADDBCAO点点电电势势关关系系法法一一：利利用用ABCD15V-3V3VO解法二：解法二：由于UEd，所以任意一簇平行线上等距离的两点的电势差相等，因此U UababU Udcdc，d d点电势为点电势为9 V9 V第二节

19、 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)例例3 3、如图所示，、如图所示，A A、B B、C C为一等边三角形的三个顶点，为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该平面，现将电荷量为某匀强电场的电场线平行于该平面，现将电荷量为1010-8 8C C的正点电荷从的正点电荷从A A点移到点移到B B点，电场力做功点，电场力做功3 31010-6-6J J，将，将另一电荷量为另一电荷量为1010-8-8C C的负点电荷从的负点电荷从A A点移到点移到C C点，克服电点，克服电场力做功场力做功3 31010-6-6J J。（。（1 1）求电场

20、线的方向及）求电场线的方向及U UABAB、U UACAC、U UBCBC的值；（的值；（2 2）若）若ABAB边长为边长为 cmcm，求电场强度。，求电场强度。32ABCVUUUVUVUACBABCACAB0300300)1(mVABUEoAB/10110233230060sin)2(42第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)思考（4）如图所示，在场强为如图所示，在场强为E E的匀强电场中，沿电场线方向建立的匀强电场中，沿电场线方向建立一直线坐标系，一直线坐标系，O O为原点，取为原点，取O O点的电势为点的电势为0 0，则坐标为，则

21、坐标为x处的电势是多大？试画出电势随坐标的变化图像。处的电势是多大？试画出电势随坐标的变化图像。xxxE0EUPPPOOP）（点点的的设坐标为设坐标为p第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)在匀强电场中沿电场线方向电势随位置坐标均在匀强电场中沿电场线方向电势随位置坐标均匀降落。匀降落。xxE E场强大小。图像中，斜率大小表示在 x推论推论3 3：第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)【例题4】空间某一静电场的电势在空间某一静电场的电势在x轴上的分布如图所示，轴上的分布如图所示，x

22、轴上轴上两点两点B、C的电场强度在的电场强度在x轴上的分量分别为轴上的分量分别为EBx、ECx.下下列说法正确的是（列说法正确的是（）A.EBx的大小大于的大小大于ECx的大小的大小.B.EBx的方向沿的方向沿x轴的正方向轴的正方向C.电荷在电荷在O点受到的电场力在点受到的电场力在x轴方向上的分量最大轴方向上的分量最大D.负电荷沿负电荷沿x轴从轴从B点移到点移到C点的过程中，电场力先做正点的过程中，电场力先做正功后做负功。功后做负功。AD第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)qFE FWPEPBPAABEEWqEPEUBAABUABABqUWEdU 第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)第二节 电场强度与电势差的关系(共32张PPT)