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1、6 6 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 一、知识回顾一、知识回顾1.电电荷荷q放在放在场场强强为为E的的电场电场中所受中所受电场电场力大小是力大小是F=,方向方向 。2.电场电场力做功与力做功与电势电势差的关系：差的关系：WAB .3.电势电势是描述是描述电场电场能的性能的性质质的物理量，沿的物理量，沿电场线电场线方方向向电势电势 电场力电场力电场力电场力电场强度电场强度电场强度电场强度电势差电势差电势差电势差电势电势电势电势电势能电势能电势能电势能电场力的功电场力的功电场力的功电场力的功电场力做电场力做电场力做电场力做功与路径功与路径功与路径功与路径无关无关无关无关二、课堂导学
2、二、课堂导学电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系问题问题1 1：如图：在一匀强电场中，沿场强：如图：在一匀强电场中，沿场强方向把正电荷方向把正电荷q q由由A A点移动到点移动到B B点点 ，设，设A A、B B两点间的距离为两点间的距离为d d，电势差为，电势差为 UAB，场强，场强为为E E。回答下列问题：。回答下列问题：A AB Bq q电荷所受电场力是多少？从力和位移的角度计算电场力所做功电荷所受电场力是多少？从力和位移的角度计算电场力所做功的大小的大小通过通过A A、B B间的电势差计算电场力所做功的大小间的电势差计算电场力所做功的大小AB=Fd=qEd AB=qUAB 由由
3、 两式得两式得:UAB=Ed 问题问题2:若若AB不与电场线平行结论又如何？不与电场线平行结论又如何？A.BE.BB AB=FdAB=qEd AB AB=qUAB 由由 两式得两式得:UAB=Ed AB 【知知识识要点提升要点提升】1.匀匀强强电场电场中两点中两点间间的的电势电势差等于差等于电场电场强强度度E与与这这两点两点沿沿 方向的距离方向的距离d的乘的乘积积，即，即U .2.电场电场强强度与度与电势电势差的关系也可写成差的关系也可写成E ，表，表示示电场电场强强度在数度在数值值上等于两点上等于两点间间的的电势电势差与两点差与两点沿沿 的比的比值值，即，即电场电场强强度数度数值值上上等于沿
4、等于沿电场电场方向每方向每单单位距离的位距离的 。物理意。物理意义义是：是：电场电场强强度是度是 对对空空间间位置的位置的变变化率，化率，反映了反映了电势电势随空随空间变间变化的化的 。电场力电场力EdU/d电场力方向的距离电场力方向的距离电势差电势差电势差电势差快慢快慢(匀强电场的场强决定式 E=U/d.)E的单位为V/m（1 V/m=1 N/C）问问题题3 3：非非匀匀强强电电场场中中，等等差差等等势势面面之之间间的的距距离离相相等吗？等吗？结论：结论：等差等势面等差等势面密处场强大密处场强大，等势面，等势面疏处场强小疏处场强小 问题问题4：电场电场强强度度E有三个表达式：有三个表达式：E
5、=；E=；E=。在使用要。在使用要注意什么？注意什么？（适用于任何电场）（只适用于点电荷）（只适用于匀强电场）三、课堂巩固训练三、课堂巩固训练例例1.对对公式公式EUab/d的理解，下列的理解，下列说说法正确的是法正确的是()A此公式适用于此公式适用于计计算任何算任何电场电场中中a、b两点两点间间的的电势电势差差Ba点和点和b点点间间距离越大，距离越大，则这则这两点的两点的电势电势差越大差越大C公式中的公式中的d是指是指a点和点和b点之点之间间的距离的距离D公式中的公式中的d是是a、b两个等两个等势势面面间间的垂直距离的垂直距离D例例2.平行的平行的带电带电金属板金属板A、B间间是匀是匀强强电
6、场电场，如，如图图所示，所示，两板两板间间距离是距离是5cm，两板，两板间间的的电压电压是是60V求：求：两板两板间间的的场场强强是多大？是多大？电场电场中有中有P1和和P2两点，两点，P1点点离离A板板0.5cm，P2点离点离B板也是板也是0.5cm，P1和和P2两点两点间间的的电势电势差多大？差多大？若若B板接地，板接地，P1和和P2两点的两点的电势电势各是多各是多少？少？1.1200V/m2.48V3.54V,6V若若A板接地，板接地，P1和和P2两两点的点的电势电势各是多少？各是多少？-6V,-54V例例3 3：A A、B B、C C、D D是匀强电场中一正方形的四是匀强电场中一正方形
7、的四个顶点。已知个顶点。已知A A、B B、C C三点电势分别为三点电势分别为A A=12V,=12V,B B=3v,c=3v.=3v,c=3v.由此可知由此可知D D点电势点电势D D=_V.=_V.ABCD分析：因为分析：因为B B、C C两点的电势两点的电势相等相等,故故BCBC为一等势面为一等势面,所以所以A A、D D也在一等势面上，也在一等势面上，D D=12V=12V变化变化.若若c=-6v,c=-6v,其它条件不变，则其它条件不变，则D D=_V.=_V.A 12VB 3VC -6VD?V因为因为12-3=3-(-6),所以所以B与与AC中点处电势中点处电势相等相等,即即BD在
8、同一等势面上，故为在同一等势面上，故为3VPE例例4.如如图图所示，所示，A、B、C三点都在匀三点都在匀强强电场电场中，已知中，已知AC BC，ABC60o，BC20cm，把一个，把一个电电荷量荷量q105C的正的正电电荷从荷从A移到移到B，电场电场力做功力做功为为零；从零；从B移移到到C，电场电场力做功力做功为为-1.73103J。在。在图图中画出匀中画出匀强强电电场场的的电场线电场线并求出匀并求出匀强强电场电场的的电场电场强强度的大小度的大小答案：答案：1000V/m，垂直，垂直AB斜向下斜向下1.图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过a.b两点的等两
9、点的等势面的电势分别为势面的电势分别为40V、20V，那么，那么ab连线的中点的电势连线的中点的电势值为值为 （）（）A 等于等于30V B 大于大于30VC 小于小于30V D 无法确定无法确定c2 2、如图所示，平行金属板、如图所示，平行金属板A A与与B B相距相距5cm5cm，电源电压为，电源电压为10v10v，则与，则与A A板相距板相距1cm1cm的的C C点的场强为点的场强为()A.1000VA.1000Vm mB.500VB.500Vm mC.250VC.250Vm mD.200VD.200Vm mD D如果如果A A板接地，则板接地，则C C点的电势为点的电势为()A.2VA
10、.2VB.-2VB.-2VC.8VC.8VD.-8VD.-8VB B3 3、如图，两块平行正对的金属板、如图，两块平行正对的金属板MNMN分别与电源相连，分别与电源相连，N N板接板接地地.在两板中的在两板中的P P点固定一正检验电荷点固定一正检验电荷.现保持现保持M M板不动，将板不动，将N N板板向下平行移动，则在向下平行移动，则在N N板下移过程中，正检验电荷在板下移过程中，正检验电荷在P P点的电点的电势能变化情况是势能变化情况是()A.A.不变不变B.B.变大变大C.C.变小变小D.D.无法确定无法确定B B如果保持如果保持N N 板不动，将板不动，将M M板向下平行移动呢？板向下平
11、行移动呢？4 4、如图所示，两块相对的平行金属板、如图所示，两块相对的平行金属板、与电池相连接，板接地，在距两板等远的一与电池相连接，板接地，在距两板等远的一点固定一个带正电的点电荷，如果将板向点固定一个带正电的点电荷，如果将板向上平移一小段距离，则（上平移一小段距离，则（C C）、点电荷受到的电场力减小、点电荷受到的电场力减小、点电荷受到的电场力增大、点电荷受到的电场力增大、点电荷的电势能减小、点电荷的电势能减小、点电荷的电势能保持不变、点电荷的电势能保持不变.5 5、如图甲是某电场中的一条电场线，、如图甲是某电场中的一条电场线，A A、B B是这条电场线上的两是这条电场线上的两点，若将一负
12、电荷从点，若将一负电荷从A A点自由释放，负电荷沿电场线从点自由释放，负电荷沿电场线从A A到到B B运动运动过程中的速度图象如图乙所示比较过程中的速度图象如图乙所示比较A A、B B两点电势的高低和场强两点电势的高低和场强大小可知大小可知()A.A.A AB BB.B.A AEEB BD.ED.EA AE A方向垂直方向垂直BC，并指向，并指向A因为电场为匀强电场，所以因为电场为匀强电场，所以BC连线连线为等势面为等势面(如图中虚线如图中虚线)，与，与BC垂直为垂直为电场线电场线(如图中实线如图中实线)图中图中A、B、C为匀强电场中的三点已知为匀强电场中的三点已知A=12V，B=6V，C=-
13、6V试在方框中做出该电场线的分布示试在方框中做出该电场线的分布示意图意图6.6.一个一个10-5C的电荷从电场外移到电场内一点的电荷从电场外移到电场内一点A，外力克服电场力做功，外力克服电场力做功0.006J，则，则A点电势点电势为多少？如果此电荷从电场外移到电场内另为多少？如果此电荷从电场外移到电场内另一点一点B时，电场力做功是时，电场力做功是0.002J，则，则AB两点间两点间电势差电势差UAB为多少？如果有另一个电量是为多少？如果有另一个电量是0.2C的负电荷从的负电荷从A移到移到B，则电场力做正功还是负，则电场力做正功还是负功，大小是多少？功，大小是多少？电势差和电场强度的区别电场电场
14、强度强度电势电势差差物理意义物理意义描述电场描述电场力的特征力的特征描述电场描述电场能的特征能的特征矢（标）量矢（标）量物理公式物理公式单位单位E=F/qU=W/q矢量矢量标量标量V/mV小结：小结：一、电势与电场强度的关系一、电势与电场强度的关系E E大处大处不一定高；不一定高；高处高处E E也不一定大也不一定大 无直接关系无直接关系 E E为零处为零处不一定为零，不一定为零，为零处为零处E E不一定为零不一定为零 二、匀强电场中电势差与电场强度二、匀强电场中电势差与电场强度的关系的关系 三、比较三、比较q qr r2 2 E=U/dE=U/d的适用条件的适用条件 梦想的力量梦想的力量当我充
15、满自信地，朝着梦想的方向迈进当我充满自信地，朝着梦想的方向迈进并且毫不畏惧地，过着我理想中的生活并且毫不畏惧地，过着我理想中的生活成功，会在不期然间忽然降临！成功，会在不期然间忽然降临！1 1、聪明出于勤奋，天才在于积累、聪明出于勤奋，天才在于积累。2 2、三更灯火五更鸡，正是男儿读书时。黑发不知三更灯火五更鸡，正是男儿读书时。黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。勤学早，白首方悔读书迟。3 3、鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书。鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书。4、勤学如春起之苗，不见其增，日有所长；辍学、勤学如春起之苗，不见其增，日有所长；辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。如磨刀之石，不见其损，日有所亏。