電勢差及電場強度的關(guān)系

1、第一章靜電場第六節(jié)電勢差與電場強度的關(guān)系教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能（一）知識與技能 掌握電勢差與電場強度的關(guān)系過程與方法過程與方法 通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢差與電場強度的關(guān)系情感態(tài)度與價值觀情感態(tài)度與價值觀習(xí)感知科學(xué)的價值和應(yīng)用 培養(yǎng)對科學(xué)的興趣、堅定學(xué)習(xí)思考探索的的信念重點：重點：勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系 難點：難點：電勢差與電場強度的關(guān)系在實際問題中應(yīng)用。電場的兩大性質(zhì)：電場的兩大性質(zhì)： 力的性質(zhì)：力的性質(zhì)： 能的性質(zhì)：能的性質(zhì)： 由電場強度描述由電場強度描述 可用電場線形象表示可用電場線形象表示 由電勢、電勢差描述由電勢、電勢差描述 可用等勢面形象表

2、示可用等勢面形象表示 一、探究電勢與電場強度的關(guān)系問題問題1 1：電場強度大的地方電勢是否一定高？：電場強度大的地方電勢是否一定高？反之又如何呢？反之又如何呢？ E E大處大處一定高一定高 E E大處大處一定低一定低E E大處大處不一定高；不一定高；高處高處E E不一定大不一定大 一、探究電勢與電場強度的關(guān)系E大處不一定高；高處E也不一定大問題問題2 2：電場強度為零的點電勢一定為零嗎？反：電場強度為零的點電勢一定為零嗎？反之又如何呢？之又如何呢？ （若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處為零電勢點（若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處為零電勢點 ）.O O對對O O點：點：E=0E=0， 0 0 .O O對對O O點：點： =0 =0，

3、E 0 E 0 E E為零處為零處不一定為零，不一定為零，為零處為零處E E不一定為不一定為零零 二、電勢差與電場強度的關(guān)系二、電勢差與電場強度的關(guān)系E. BB qWUABABqABF/qABqE/ABE 若用若用d d表示表示A A、B B沿場強方向上的距離，沿場強方向上的距離， 則：則：dEU 說明：說明：只適用于勻強電場只適用于勻強電場 d d：沿場強方向的距離：沿場強方向的距離 . . NN 6060 例例1 1：如圖，在勻強電場中的如圖，在勻強電場中的M M、N N兩點距離為兩點距離為2 cm2 cm，兩點間的電勢差為兩點間的電勢差為5 V,5 V,M M、N N連線與場強方向成連線

4、與場強方向成6060角，角，則此電場的電場強度多大？則此電場的電場強度多大？ E EM M. . .N N解：解：根據(jù)根據(jù) ，得：得： dUE 060cosMNUE2110252）（mV /500：由：由 表明：表明： 在勻強電場中，場強在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差. . dUEEdU電場強度的方向是電勢降低最快的方向電場強度的方向是電勢降低最快的方向. .證明證明1V/m=1N/C- = - = - = -1伏伏1米米U=W/q1焦焦/庫庫1米米W=FS1牛米牛米1庫米1牛牛1庫庫例例2 2、兩塊相同的金屬板、兩塊相同

5、的金屬板A A、B B水平地平行放置，兩板的正對面相距水平地平行放置，兩板的正對面相距30cm30cm，A A、B B板分別跟電源的正、負(fù)極相連接，電源的電壓為板分別跟電源的正、負(fù)極相連接，電源的電壓為60V60V，如圖所示，求：如圖所示，求：（1 1）兩板間電場的場強的大小和方向。）兩板間電場的場強的大小和方向。（2 2）若）若A A板接地，則板接地，則B B板電勢為多大？板電勢為多大？（3 3）若）若C C點離點離A A板的距離板的距離10cm,D10cm,D點離點離B B板的距離為板的距離為15cm,15cm,則則C C、D D兩點兩點間的電勢差為多少間的電勢差為多少AB.D答：略答：略

6、1 1、如圖，、如圖，a a、b b、c c是一條電場線上的三個點，電場線的方向由是一條電場線上的三個點，電場線的方向由a a到到c c, , a a、b b間的距離等于間的距離等于b b、c c間的距離。用間的距離。用aa、bb、cc和和EaEa、EbEb、EcEc分別表示分別表示a a、b b、c c三點的電勢和場強。下列哪個正三點的電勢和場強。下列哪個正確？確？ A.A.aabbcc B. B. EaEaEbEbEcEc C.C.aabb= =bbcc D. D. EaEa=E=Eb b=E=Ec c 課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： a b a b c Ec E2 2、在電場強度為、在電場強度為6

7、00 N/C600 N/C的勻強電場中，的勻強電場中，A A、B B兩點相兩點相距距5 cm5 cm，若，若A A、B B兩點連線是沿著電場方向時，則兩點連線是沿著電場方向時，則A A、B B兩點的電勢差是兩點的電勢差是_ V_ V。若。若A A、B B兩點連線與電場方兩點連線與電場方向成向成6060角時，角時， 則則A A、B B兩點的電勢差是兩點的電勢差是_V_V；若若A A、B B兩點連線與電場方向垂直時，則兩點連線與電場方向垂直時，則A A、B B兩點的電兩點的電勢差是勢差是_V_V。303015150 0、如圖所示，兩塊相對的平行金屬板、與電、如圖所示，兩塊相對的平行金屬板、與電池相

8、連接，板接地，在距兩板等遠(yuǎn)的一點固定池相連接，板接地，在距兩板等遠(yuǎn)的一點固定一個帶正電的點電荷，如果將板向上平移一小段一個帶正電的點電荷，如果將板向上平移一小段距離，則（）距離，則（）、點電荷受到的電場力減小、點電荷受到的電場力減小、點電荷受到的電場力增大、點電荷受到的電場力增大、點電荷的電勢能減小、點電荷的電勢能減小、點電荷的電勢能保持不變、點電荷的電勢能保持不變. .例題：如圖示，例題：如圖示，A A、B B、C C、D D是勻強電場中一正是勻強電場中一正方形的四個頂點。已知方形的四個頂點。已知A A、B B、C C三點電勢分別三點電勢分別為為A A=12V,=12V,B B=3v,=3v

9、,cc=3v.=3v.由此可知由此可知D D點電勢點電勢D D=_V.=_V.ABCD分析：因為分析：因為B B、C C兩點的電勢兩點的電勢相等相等, ,故故BCBC為一等勢面為一等勢面, ,所以所以A A、D D也在一等勢面上也在一等勢面上，D D=12V=12V變化變化1.1.若若cc=-6v,=-6v,其它條件不變，則其它條件不變，則D D=_V.=_V.變化變化2.2.若若cc=0,=0,其它條件不變，則其它條件不變，則D D=_V.=_V.A 12VB 3VC -6VD ?V因為因為12-3=3-(-6),所以所以B與與AC中點處電勢中點處電勢相等相等,即即BD在同一等勢面上在同一等

10、勢面上，故為，故為3VPEA 12VB 3VCD 0?VPQE鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：1.下列說法正確的是下列說法正確的是: ( )A.任意兩點間的電勢差等于場強和這兩點任意兩點間的電勢差等于場強和這兩點 距離的乘積距離的乘積.B.沿電場線方向沿電場線方向,任何相同距離上的電勢降任何相同距離上的電勢降 落可能相等落可能相等。C.電勢減小的方向必為場強的方向電勢減小的方向必為場強的方向。D.在相同距離的兩點上在相同距離的兩點上,電勢差大的其場強電勢差大的其場強 也大也大.當(dāng)當(dāng) 堂堂 訓(xùn)訓(xùn) 練練1.1.一個點電荷，從靜電場中的一個點電荷，從靜電場中的a點移到點移到b點，點，其電勢能的變化為零，則其電勢

11、能的變化為零，則 Aa、b兩點的場強一定相等兩點的場強一定相等B該點電荷一定沿等勢面移動該點電荷一定沿等勢面移動C作用于該點電荷的電場力與其移動方作用于該點電荷的電場力與其移動方向總是垂直的向總是垂直的Da、b兩點的電勢一定相等兩點的電勢一定相等 D 2.2.圖圖1中實線條是一個電場中的電場線，虛線是一個負(fù)試驗電中實線條是一個電場中的電場線，虛線是一個負(fù)試驗電荷在這個電場中運動的軌跡。如果電荷是從圖中荷在這個電場中運動的軌跡。如果電荷是從圖中a處運動到處運動到b處，處，則以下判斷中正確的是則以下判斷中正確的是 A電荷從電荷從a到到b，運動的加速度變小，運動的加速度變小B電荷在電荷在b處的電勢能

12、大處的電勢能大Cb處的電勢高處的電勢高D電荷在電荷在b處的速度小處的速度小 BD 3.3.如圖如圖1所示，所示，q1和和q2為兩靜止的等量異號電荷，為兩靜止的等量異號電荷，MN是電荷連線的中垂線。一帶電粒子在電場力作用下是電荷連線的中垂線。一帶電粒子在電場力作用下運動到運動到MN上一點上一點P時的速度為時的速度為v0，方向指向兩電荷連，方向指向兩電荷連線的中點線的中點O。經(jīng)很短的時間，粒子速度為。經(jīng)很短的時間，粒子速度為v，則有，則有 Avv0 0 Bv=v0 0Cvv0 0 D無法確定無法確定 C 4.4.圖中圖中AB、C三點都在勻強電場中，已知三點都在勻強電場中，已知ACBC，ABC=60

13、，BC=20cm把一個電量把一個電量q=105C的正電的正電荷從荷從A移到移到B，電場力做功為零；從，電場力做功為零；從B移到移到C，電場力做，電場力做功為功為1.73103J，則該勻強電場的場強大小和方向，則該勻強電場的場強大小和方向是是 A865Vm，垂直，垂直AC向左向左B865Vm，垂直，垂直 AC向右向右C1000Vm，垂直，垂直 AB斜向上斜向上D1000Vm，垂直，垂直 AB斜向下斜向下 D 5.5.如圖如圖1所示，地面上方有勻強電場，取場中一點所示，地面上方有勻強電場，取場中一點O為為圓心在豎直面內(nèi)作半徑圓心在豎直面內(nèi)作半徑R=0.1m的圓，圓平面與電場方的圓，圓平面與電場方向

14、平行。在向平行。在O點固定電量點固定電量Q=510-4C的正點電荷，將的正點電荷，將質(zhì)量為質(zhì)量為m=3g，電量，電量q=210-10C的帶電小球放在圓周的帶電小球放在圓周上的上的a點時，它恰好靜止。若讓帶電小球從點時，它恰好靜止。若讓帶電小球從a點緩慢移點緩慢移至圓周最高點至圓周最高點b時，外力需做多少功？時，外力需做多少功？ W外外=910-3J 6.6. 一個一個10- -5C的電荷從電場外移到電場內(nèi)一點的電荷從電場外移到電場內(nèi)一點A，外力克服電場力做功，外力克服電場力做功0.006J，則，則A點電勢點電勢為多少？如果此電荷從電場外移到電場內(nèi)另為多少？如果此電荷從電場外移到電場內(nèi)另一點一點

15、B時，電場力做功是時，電場力做功是0.002J，則，則AB兩點間兩點間電勢差電勢差UAB為多少？如果有另一個電量是為多少？如果有另一個電量是0.2C的負(fù)電荷從的負(fù)電荷從A移到移到B，則電場力做正功還是負(fù)，則電場力做正功還是負(fù)功，大小是多少？功，大小是多少？ 提高練習(xí)：提高練習(xí)：1.圖示為勻強電場中的一組等勢面。已知相圖示為勻強電場中的一組等勢面。已知相鄰的兩個等勢面間的距離為鄰的兩個等勢面間的距離為0.1m,則勻強電則勻強電場的場強大小為場的場強大小為_v/m,方向為方向為_.40v20v 0-20vE2.2.圖示，圖示，A A、B B、C C為勻強電場中的三點為勻強電場中的三點, ,它們的它

16、們的連線組成一個直角三角形，且連線組成一個直角三角形，且BC=4cm,AB=5cm.BC=4cm,AB=5cm.當(dāng)把電量為當(dāng)把電量為-2-21010-9-9C C的點電荷從的點電荷從B B點移到點移到C C點的點的過程中過程中, ,電場力做功電場力做功8 8 1010-9-9J,J,而把該點電荷從而把該點電荷從A A點移到點移到B B點需克服電場力做功點需克服電場力做功8 8 1010-9-9J,J,則電場則電場強度為多大強度為多大? ?BCEA電勢差和電場強度的區(qū)別電場電場強度強度電勢電勢差差物理意義物理意義描述電場描述電場力的特征力的特征描述電場描述電場能的特征能的特征矢（標(biāo)）量矢（標(biāo)）量物理公式物理公式單位單位E=F/qU=