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1、 第十章静电场中的能量第十章静电场中的能量电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系学习目标学习目标1. 1.知道电势差与电场强度的关系式，了解其适用条件知道电势差与电场强度的关系式，了解其适用条件. .2.2.会用关系式会用关系式U UEdEd处理匀强电场问题处理匀强电场问题. .3.3.知道电场强度的另一种求法，理解电场强度的另知道电场强度的另一种求法，理解电场强度的另一个单位一个单位“伏伏( (特特) )每米每米”的意义的意义. .问题导入问题导入如果只画出带电体空间分布的电场线如果只画出带电体空间分布的电场线和等势面的剖面图，等势面就成了等势线。和等势面的剖面图，等势面就成了等势线。
2、下图中每相邻两条等势线之间的电势差是下图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的。电场线密集的地方等势线也密集，相等的。电场线密集的地方等势线也密集，电场线稀疏的地方等势线也稀疏，这是为电场线稀疏的地方等势线也稀疏，这是为什么？电势差与电场强度之间存在着怎样什么？电势差与电场强度之间存在着怎样的联系？的联系？阅读课本阅读课本35-3735-37，完成导学案，完成导学案2727自主学习自主学习 电场强度属于电场电场强度属于电场“力的性质力的性质”，而电势差属于电场，而电势差属于电场“能的能的性质性质”，那么什么物理量是和，那么什么物理量是和“力力”与与“能能”都有联系的呢？都有联系的呢？思思 考考
3、“功功”，做功必须有力，而做功又伴随着能量的变化。，做功必须有力，而做功又伴随着能量的变化。 如图所示如图所示,在匀强电场在匀强电场E中中,把正电荷把正电荷q从从A移到移到B,请通过请通过分析分析电场力做功，找出电场力做功，找出AB两点间的电势差的绝对值两点间的电势差的绝对值U与电场强度与电场强度E的关系。的关系。dABE从力的角度：从力的角度：= Fd = qEd 从能的角度从能的角度：= qU 由由 两式得两式得: U = Ed 问题一：若沿场强方向移动电荷问题一：若沿场强方向移动电荷匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场线方向距离的乘积匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间
4、沿电场线方向距离的乘积!ABEC L问题二：若不沿场强方向移动电荷？问题二：若不沿场强方向移动电荷？= FLcos = qEd d= qU 由由 两式得两式得: U = Ed从力的角度：从力的角度：从能的角度从能的角度：思考：(1)沿AB、 AC 两个方向，哪个电势降落的快？(2)为什么等差等势面越密电场强度越大？场强E的方向是电势降落最快的方向。电场强度电场强度E E的另一种表达式的另一种表达式dUEEdU1. 公式：ABEC 2、场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差. 3、1 V/m=1 N/C U不变，但d小，所以E大。三、电场强度表达式的比较dUE 2rQkE qFE 物理意
5、义适用范围是电场强度大小的定义式是真空中点电荷场强的决定式是匀强电场中场强的计算式适用于一切电场在真空中,场电荷Q是点电荷匀强电场公式区别两层关系电场线与等势面垂直电场线与等势面垂直小小 结结练练 习习 1关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是()A任意两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积任意两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积B沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等C电势降低的方向必是电场强度方向电势降低的方向必是电场强度方向D在相同距离的两点上，电
6、势差大的电场强度也大在相同距离的两点上，电势差大的电场强度也大2.如图，如图，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，各点间电势差最大的是是匀强电场中的四个点，各点间电势差最大的是()Aa点与点与d点点Bd点与点与c点点Ca点与点与b点点Da点与点与c点点B3 3. .如如图所示，图所示，A A、B B、C C、D D是匀强电场中一正方形的四个顶是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知点。已知A A、B B、C C三点的电势分别为三点的电势分别为U UA A=15V=15V，U UB B=3V=3V，U UC C=-=-3V3V，由此可得：，由此可得：D D点的电势点的电势U UD D= = V.V.
7、ABCD变化：若变化：若c=-6v,c=-6v,其它条件不变，则其它条件不变，则D D=_V.=_V.练练 习习 4空气是不导电的。但如果空气中的电场很强，使得气体分空气是不导电的。但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方向相反的静电力很大，以至于分子中带正、负电荷的微粒所受的方向相反的静电力很大，以至于分子子“破碎破碎”，空气中出现可以自由移动的电荷，空气就变成了导体。，空气中出现可以自由移动的电荷，空气就变成了导体。这种现象就叫作空气的这种现象就叫作空气的“击穿击穿”。一次实验中，电压为一次实验中，电压为4104V的直流电源的两极连在一对平行的直流电源的两极连在一对
8、平行金属板上，如果把两金属板的间距减小到金属板上，如果把两金属板的间距减小到 1.3 m ，两极板之间就会，两极板之间就会放电。这次实验中空气被击穿时，电场强度是多少？放电。这次实验中空气被击穿时，电场强度是多少？练练 习习 5.5.如图所示如图所示, ,实线表示电场线，虚线表示等势线，实线表示电场线，虚线表示等势线，a a、b b两点的电势分别为两点的电势分别为a a50 V50 V，b b20 V20 V，则则a a、b b连线的中点连线的中点c c的电势的电势c c应为应为( () )A Ac c35 V35 VB Bc c35 V35 VC Cc c35 V35 VD D无法判断无法判
9、断 练练 习习 6 6如图所示，在如图所示，在E E400 V/m400 V/m的匀强电场中，的匀强电场中，a a、b b两点相距两点相距d d2 2 cmcm，它们的连线跟电场强度方向的夹角是，它们的连线跟电场强度方向的夹角是6060，则，则U Uabab等于等于( () )A A8 V8 VB B4 V4 VC C8 V 8 V D D4 V4 V 7. 如图所如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点强电场，其中坐标原点O O处的电势为处的电势为0 0，点，点A A处的电势为处的电势为6 V6 V，点，点B
10、B处处的电势为的电势为3 V3 V，则电场强度的大小为，则电场强度的大小为A.200 V/m A.200 V/m B.200 V/mB.200 V/mC.100 V/m C.100 V/m D.100 V/mD.100 V/m分析C（3,0） 3 VEd300d1.5 cm.则则200 V/m练练 习习 如何确定匀强电场中的电场线如何确定匀强电场中的电场线1. 1.先确定等势线先确定等势线，根据，根据“两点确定一条直线两点确定一条直线”，找出电，找出电场中电势相等的两个点，然后连接成一条等势线；因场中电势相等的两个点，然后连接成一条等势线；因匀强电场的电势在一条直线上均匀变化，任一线段中匀强电场的电势在一条直线上均匀变化，任一线段中点的电势为两端点电势的平均值点的电势为两端点电势的平均值. .2. 2.电场线跟等势线一定垂直电场线跟等势线一定垂直，作出等势线的垂线即得电，作出等势线的垂线即得电场线场线. .3.3.比较比较电势的高低电势的高低，即沿着电场线的方向，电势逐渐降，即沿着电场线的方向，电势逐渐降低；根据电势高低在电场线上低；根据电势高低在电场线上标出箭头标出箭头，表示电场的，表示电场的方向方向. .题型小结分析分析x x图像和图像和E Ex x图像图像分析分析x x图像和图像和E Ex x图像图像判天地之美 析万物之理