2015届高中物理 第6节 电势差与电场强度的关系课件 新人教版选修3-1

电势差与电场强度的关系一、场强和电势差1．电场强度E描述了电场具有力的性质，电势差U描述了电场具有能的性质，E是矢量，U是标量．2．E和U描述电场的角度虽不同，但作为反映同一电场的两个物理量，存在着一定的联系．电场力（F=Eq）电势能的变化WAB=qUAB电场强度（E）移动电荷q做功?电势差（UAB）我们来看：二、电场强度和电势差的关系•我们以匀强电场为例来确定E和U的关系.如图所示，设在匀强电场E中，有一电荷量为q的带正电粒子在电场力作用下由A点移到B点，则电场力做功WAB，A、B间电势差为UAB，A、B相距l，AB与场强方向的夹角为．从力的角度来看，（其中dAB是沿电场强度方向A、B间的距离）ABABdqEqElWcos从能的角度来看，ABABqUWdEU由此可得：所以，在匀强电场中：dUE（1）在匀强电场中，场强在数值等于沿场强方向每单位距离上的电势差．（2）适用条件：匀强电场，而且沿着场强的方向，即式中的d是沿场强方向两点间的距离．（3）由此可知场强的单位V／m和N／C是一致的，即：1V／m＝1N／C．注意：在非匀强电场中，E和U也有一定的关系，但不像在匀强电场中的关系式那么简单．三、场强E的物理意义的另一种表述注意：电势降落方向不一定是场强方向场强E的大小描述沿电场方向电势降落的快慢，场强E的方向是电势降落最快的方向。前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越来越低，从图中可以看出沿AB、AD、AC方向，电势都在降低，但沿AB方向距离最短，即降低得最快，而AB方向即为场强方向ADCB例１：关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是（）A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B．电势降落的方向必定是场强方向C．活电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等D．不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等题型１应用Ｕ＝Ｅd解析：匀强电场中两点间的电势差等于场强跟沿场强方向两点间距离的乘积，沿场强方向电势降落最快，不沿电场线方向的直线上相等距离上的电势差也是相等的．所以，正确选项为C．例２匀强电场电场线与AC平行，把的负电荷从A移至B，电场力做功，AB长6cm．求：（1）场强方向；（2）设B处电势为1V，则A处电势为多少？（3）场强为多少？电子在A点电势能为多少？C810ＡＣＤＢJ8106（2）由W=qUU＝W／q＝6×10－8J／10－8C＝6V即AB两点间电势差为6V。沿电场线方向电势降低，B点电势高于A点电势。U=UB－UA，UB=1V，UA=UB－U，UA=1V－6V=－5V，即A点的电势为－5V。（4）电子在A点的电势能E=qU=（－e）×（－5V）=5eV（注：计算电势能时要带号运算。）解：（1）将负电荷从A移至B，电场力做正功，所以所受电场力方向沿A至C，又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向应为C至A方向。（3）由B向AC做垂线交于D，D与B在同一等势面上。UDA=UBA=U=6V，沿场强方向AD两点间距离为Ｅ＝６ｖ／0．03m=200V／m。mCOSLLAB03.060题型２依电势用等分法画电场线例３：如图的方框中为一匀强电场，Ａ、Ｂ、Ｃ三点为电场中的三点。电势分别为，试用作图法作出该电场的电场线。VVVCBA24,12,24ＡＢＣ作图步骤：（１）连接ＡＣ，并作出ＡＣ的中点Ｏ。（２）再作出ＡＯ的中点Ｄ。（３）过ＤＢ作直线。（４）过Ａ点作ＤＢ的垂线ＡＦ，场强的方向由Ａ到Ｆ