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電場(chǎng)能的性質(zhì)2電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式,了解其適用條件.2.會(huì)用關(guān)系式U=Ed處理勻強(qiáng)電場(chǎng)問(wèn)題.3.知道電場(chǎng)強(qiáng)度的另一種求法,理解電場(chǎng)強(qiáng)度的另一個(gè)單位“伏(特)每米”的意義.勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷,計(jì)算電場(chǎng)力做功從力的角度:W=Fd=qEdAB
①?gòu)哪艿慕嵌龋海?qUAB
②由①
②
兩式得:
UAB=EdAB
結(jié)論:勻強(qiáng)電場(chǎng)中,兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積勻強(qiáng)電場(chǎng)中、不沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做功?結(jié)論:勻強(qiáng)電場(chǎng)中,兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積1.定義:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于兩點(diǎn)間電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值。
3.單位:伏每米(V/m)1V/m=1N/C或2.公式:(一)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向是電勢(shì)降低最快的方向。(1)由表明,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差。
4.說(shuō)明:EANPM5、對(duì)U=Ed的理解
(1)公式U=Ed只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)的定量計(jì)算;因?yàn)樵诜莿驈?qiáng)電場(chǎng)中,自荷從A移至B的過(guò)程中,受的電場(chǎng)力為變力,W電功不能用Fs計(jì)算。
(2)公式中的“d”指沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間的距離,如果電場(chǎng)中兩點(diǎn)不沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向,d的取值應(yīng)為兩點(diǎn)連線在電場(chǎng)強(qiáng)度方向的投影,或?yàn)閮牲c(diǎn)所在等勢(shì)面間的垂直距離。
(3)應(yīng)用時(shí),U=Ed,我們只是把兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小、電場(chǎng)強(qiáng)度大小通過(guò)公式聯(lián)系起來(lái),至于電勢(shì)差的正負(fù)、電場(chǎng)強(qiáng)度的方向我們根據(jù)題意另作判斷,以避免引起不必要的混淆。
(4)在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,E和U也有一定的關(guān)系,可以運(yùn)用公式進(jìn)行定性判斷。(二)關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)的三個(gè)表達(dá)式的比較區(qū)別公式物理含義適用范圍說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度大小的定義式一切電場(chǎng)q為試探電荷的電荷量真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式在真空中,場(chǎng)源電荷Q是點(diǎn)電荷Q為場(chǎng)源電荷的電荷量勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的決定式勻強(qiáng)電場(chǎng)d為沿電場(chǎng)方向的距離1.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意一條直線上,任意相等距離的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等(電勢(shì)均勻變化)。(三)幾個(gè)推論:EABCAB=BC,求UAB與UBC大小關(guān)系θ2.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。EABCDAB//CD且AB=CD=L,求UAB
與UCD大小關(guān)系3.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢(shì)等于這兩點(diǎn)電勢(shì)之和的一半。4.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)的連線的n等分點(diǎn)也將這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差n等分。(幾何等分點(diǎn)也是電勢(shì)差等分點(diǎn))1.對(duì)于電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()
A.電勢(shì)差的定義式,說(shuō)明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與電場(chǎng)力做功WAB成正比,與移動(dòng)電荷的電量q成反比
B.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將正電荷從點(diǎn)A移到點(diǎn)B電場(chǎng)力所做的功
C.將1C電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做1J的功,這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為1V
D.電荷由點(diǎn)A移到點(diǎn)B的過(guò)程中,除受電場(chǎng)力外,還受其它力的作用,電荷電勢(shì)能的變化就不再等與電場(chǎng)力所做的功C(四)課堂訓(xùn)練2.在靜電場(chǎng)中,下列說(shuō)法中正確的是()A.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟等勢(shì)面垂直B.電場(chǎng)強(qiáng)度處處相同的區(qū)域內(nèi),電勢(shì)一定也處處相同C.電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零的區(qū)域內(nèi),電勢(shì)一定也處處為零D.電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向A3.如圖所示是一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面,每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面相距2cm,由此可以確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和數(shù)值是()A.豎直向下,E=100V/mB.水平向左,E=100V/mC.水平向左,E=200V/mD.水平向右,E=200V/m4.(多選)如圖所示,在電場(chǎng)中任意取一條電場(chǎng)線,電場(chǎng)線上的a、b兩點(diǎn)相距為d,則()A.a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)B.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)一定高于b點(diǎn)的電勢(shì)C.
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