高中物理 第6节 电势差与电场强度的关系精品课件 新人教选修31.ppt

※如图是初中地理中的等高线图(图中数字单位是米)．小山坡的左边a和右边b哪一边的地势更陡些？如果把一个球从山坡左右两边滚下(不考虑摩擦)．哪边的加速度更大？现在把图看成是描述电势高低的等势线图中的单位是伏特a和b哪一边电势降落的快？哪一边的电场强度大？1．如图所示匀强电场中电荷从A点移到B点则静电力做的功W与UAB的关系为从q受的静电力来计算这个功则F＝W＝Fd＝.结合两种计算方法得出的结果可得UAB＝.2．在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场方向距离的比值公式为也就是说电场强度在数值上等于沿电场方向每距离上降低的电势．3．如图所示在匀强电场中有如下关系：UAB＝＝.(1)电场强度和电势差分别是从力和能的角度描述电场的物理量它们分别与电荷在电场中受的电场力和电场力对电荷做功相联系．正像力和功有关系一样场强与电势差也有一定的关系．(2)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．(3)公式：U＝E·d或E＝U/d(4)说明①公式U＝E·d或E＝U/d中d必须是沿场方向的距离．如果ab间距L不沿场强方向计算时d的取值为L在沿场强方向的投影长度即为电场中这两点所在的等势面的垂直距离．如图所示②E＝U/d是用于求匀强电场场强的公式．由公式又得出了一个场强的单位：“V/m”且1V/m＝1N/C.③由U＝E·d可得：场强方向是电势降低最快的方向．④场强与电势无直接关系电场中某点的电势的值是相对选取的零电势点而言的选取的零电势点不同电势的值不同零电势可以人为地选取而场强是否为零则由电场本身决定电势高低与场强大小无关．特别提醒：虽然E＝U/d仅适用于匀强电场但对于非匀强电场可以用它来解释等差等势面的疏密与场强大小的关系如U一定时E大则d小即场强越大等差等势面越密．(1)如图是一非匀强电场某一电场线上A、B、C三点比较UAB和UBC的大小．(2)在同一幅等差等势面中为什么等势面越密的地方场强越大？答案：(1)由电场线分布可知AB段的任一点的场强都大于BC段任一点的场强故AB段场强的平均值E1大于BC段场强的平均值E2又UAB＝E1·ABUBC＝E2·BC故UAB>UBC.(2)在同一幅等势面中相邻等势面间的电势差相等如果相邻等势面的间距越小(等势面越密)场强E＝U/d就越大.特别提醒：在选取物理公式时首先要注意公式的适用条件然后判断题目中物理情境是否满足公式的适用条件．(1)在匀强电场中两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等．当线段与场强平行时由U＝Ed可知d相等U相同；当线段与场强不平行时只要沿场强方向的长度相等U相同．如图所示▱ABCD中UAB＝UDCUBC＝UAD.(2)电势随空间位置变化越快电场强度越强．由可知速度是位移对时间的变化率位移随时间变化越快速度越大；同理由E＝U/d可知电场强度是电势差对空间位置的变化率电势随空间变化的快慢反映了电场强度的大小场强方向是电势降落最快的方向．在匀强电场中取一点O过O点作射线OA＝OB＝OC＝OD＝10cm已知O、A、B、C和D各点电势分别为0、7V、8V、7V、5V则匀强电场场强的大小和方向最接近于()A．70V/m沿OA方向B．70V/m沿OC方向C．80V/m沿OB方向D．80V/m沿OC方向解析：由题意知A、C等势即AC连线是等势线则OB连线与AC连线最接近垂直即OB连线方向最接近电场线方向又由于沿电场线方向电势降低故电场线方向最接近OB方向大小接近于答案：C误区1：电场强度、电势、电势差、电势能等概念区分不清不能正确确定它们之间的关系．点拨：运用比较法从物理量定义、单位、物理意义、大小、矢标性等方面全面比较另外把电场与重力场比较加深对电势、电势差概念的理解．明确电势、电势差是电场的能的性质场强是电场的力的性质电势能是带电粒子在电场中才具有的由两个因素决定．图中A、B、C三点都在匀强电场中已知AC⊥BC∠ABC＝60°BC＝20cm.把一个电荷量q＝10－5C的正电荷从A移到B电场力做功为零；从B移到C电场力做功为－1.73×10－3J则该匀强电场的场强大小和方向是()A．865V/m垂直AC向左B．865V/m垂直AC向右C．1000V/m垂直AB斜向上D．1000V/m垂直AB斜向下解析：把电荷q从A移到B电场力不做功说明A、B两点在同一等势面上．因该电场为匀强电场等势面应为平面故图中直线AB即为等势线场强方向应垂直于等势面可见选项A、B不正确．