高三物理复习课件电场强度E与电势高三物理课件

电势差与电场强度的关系电场力电场强度电势差电势电势能电场力的功试探电荷在电场试探电荷在电场中某点的电势能中某点的电势能与电荷量的比值与电荷量的比值跟试探电荷无关跟试探电荷无关φ＝Ep/q试探电荷在电场试探电荷在电场中某点的电势能中某点的电势能与电荷量的比值与电荷量的比值跟试探电荷无关跟试探电荷无关φ＝Ep/q电场中两点电势电场中两点电势之差叫电势差之差叫电势差UAB＝φA－φB电场中两点电势电场中两点电势之差叫电势差之差叫电势差UAB＝φA－φB和重力与重和重力与重力势能类比力势能类比WAB＝EpA－EpB和重力与重和重力与重力势能类比力势能类比WAB＝EpA－EpB电场力做功电场力做功与路径无关与路径无关试探电荷在场中试探电荷在场中某点受的电场力某点受的电场力与电荷量的比值与电荷量的比值跟试探电荷无关跟试探电荷无关E＝F/q试探电荷在场中试探电荷在场中某点受的电场力某点受的电场力与电荷量的比值与电荷量的比值跟试探电荷无关跟试探电荷无关E＝F/q一、电势与电场强度的关系E大处φ一定高E大处φ一定低结论1:E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小).问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？结论：电场强度E与电势φ无直接关系。问题2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？（若规定无穷远处为零电势点）.O对O点：E=0，φ≠0.O对O点：φ=0，E≠0结论2:E为零处,φ不一定为零;φ为零处E不一定为零.结论：电场强度E与电势φ无直接关系。二、电势差与电场强度的关系结论1:在电场中场强方向是电势降低最快的方向。问题1：A到B、从A到C、从A到D电势都是降低的，沿哪个方向电势降低最快?EA..B.C·Dsdα）EA..B.C·DEEA..B.C·DA..BA..B.B.C·Dsdα）ACACqUWqEdWACEdUACEA..B.C·Dsdα）EA..B.C·DEEA..B.C·DA..BA..B.B.C·Dsdα）问题2：如何求把试探电荷q从A移到C电场力做的功?问题3：在匀强电场中沿场强方向上两点的电势差跟场强是什么关系?结论2:在匀强电场中，沿场强方向上的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。静电力做功：恒力做功：EdEsUABcosABABqUWcosqEsWABEdU问题4：在匀强电场中任意两点的电势差跟场强是什么关系?结论3:在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点沿场强方向的距离的乘积。EA..B.C·Dsdα）EA..B.C·DEEA..B.C·DA..BA..B.B.C·Dsdα）静电力做功：恒力做功：[重点诠释]对U＝Ed的几点说明(1)公式UAB＝Ed只适用于匀强电场的定量计算；因为在非匀强电场中，电荷从A移至B的过程中，受的电场力为变力，W电场不能用Fs计算。(2)公式中的“d”指电场中两点沿电场方向的距离，如果电场中两点不沿电场强度方向，d的取值应为两点连线在电场强度方向的投影，或为两点所在等势面间的垂直距离。(3)在应用时，我们更多地把公式UAB＝Ed简化为U＝Ed，即我们只是把两点间的电势差大小、电场强度大小通过公式联系起来，至于电势差的正负、电场强度的方向我们根据题意另作判断，这样处理可以避免引起不必要的混淆。(4)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，虽然公式UAB＝Ed只适用于匀强电场的定量计算，但对一些非匀强电场的问题，也可以运用公式进行定性的判断。问题5：，这个式子表示什么dUEEdU由表示什么含义？从式子中可看出E的单位是什么？问题5：，这个式子表示什么dUEEdU由表示什么含义？从式子中可看出E的单位是什么？问题5：，这个式子表示什么dUEEdU由表示什么含义？从式子中可看出E的单位是什么？问题5：，这个式子表示什么dUEEdU由表示什么含义？从式子中可看出E的单位是什么？答：在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差.E的单位为V/m1.如图1－6－2所示，在电场强度E＝4.0×103N/C的匀强电场中有相距5.0cm的A、B两点，两点连线与电场强度方向成30°角，求A、B两点间的电势差。图1－6－2解析：过B点作一垂直于电场线的平面即等势面，过A点作电场线的平行线，二者交于B′点，显然φB＝φB′，UAB＝UAB′＝E·AB′＝E·ABcos30°＝4.0×103×0.05×32V≈173V。答案：173V物理含义引入过程适用范围是电场强度大小的定义式F∝q，E与F、q无关，是反映某点电场的性质适用于一切电场是真空中点电荷场强的决定式由和库仑定律导出在真空中，场源电荷Q是点电荷是匀强电场中场强的定义式由F＝qE和W＝qU导出匀强电场1.电场强度三个公式的区别•(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＝UDC，UBC＝UAD.重要结论abcd··1．如图所示，a、b、c、d是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知a、b、c三点的电势分别为φa=15V，φb=3V，φc=－3V，由此可得d点的电势等于多少伏？小结电势差与电场强度的关系一、电势与电场强度的关系E大处φ不一定高；φ高处E也不一定大无直接关系E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零二、电势差与电场强度的关系UEd说明：①只适用于匀强电场②d：沿场强方向的距离U=Ed公式对匀强电场的定量计算1.公式U=Ed只适用于匀强电场.2.d为匀强电场中沿场强方向两点间的距离，即为A、B两点所在的等势面的垂直距离.3.由于公式既含有矢量E，有含有标量U和d，因此应带绝对值进行计算，场强的方向及电势的高低另行判断.300VABABU403003.010V/mcos0.02cos60ABUEd97210(300)2.010J03BABAWqU300VBAABUU2．如图所示，匀强电场中A、B两点相距2cm,已知A、B两点电势分别为500V和200V,α=600.求：⑴.电场强度大小.⑵.将q=×10－9C的负电荷从B移到A时,电场力做多少功,是正功还是负功？322．如图所示，匀强电场中A、B两点相距2cm,已知A、B两点电势分别为500V和200V,α=600.求：⑴.电场强度大小.⑵.将q=×10－9C的负电荷从B移到A时,电场力做多少功,是正功还是负功？32··ABαE··ABαE本章公式物理量的符号的处理方法.1.含有矢量的公式只带绝对值2.全部是标量的公式带正负号,注意顺序.(一国两制)1．如图所示，是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2cm，则电场的场强为________V／m，到A点距离为1.5cm的P点电势为______V。5803010310580V/msin60330.022ABUEd0333sin60100.0052.5V32PPBUEPB0BP2.5VP2.52.51.d是两个等势面之间的距离(画示意图);2.求某点电势的基本思路是转化成求该点与零电势点的电势差;2.公式U=Ed代绝对值计算,求出的U是电势差的绝对值(电压),电势高低正负另行判断.ABCDP10V0V10V20V60º·ABCDP10V0V10V20V60º·三.U=Ed公式对非匀强电场的定性判断该公式仅适用于匀强电场，对一般电场，把公式中的E理解成平均场强,也可由公式进行定性判断.如在非匀强电场中,对于等差等势面(各相邻等势面的电势差相等)，那么E越大，d越小，即电场线越密的地方等势面越密。[例1]如图1－6－4所示，实线为电场线，虚线为等势面，且AB＝BC。电场中A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列图1－6－4关系式中不．正确的是()A.φAφBφCB.ECEBEAC.UABUBCD.UAB＝UBC[解析]由图中电场线形状可以看出，从A到C电场线越来越密，因此电场强度越来越大，即ECEBEA；沿着电场线的方向电势越来越低，因此φAφBφC；由于AB＝BC，U＝Ed且B、C间平均电场强度较大，因此UABUBC。[答案]D1．如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则：A.a点的场强一定大于b点的场强B.a点的电势一定高于b点的电势C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强)D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功.··ab1．如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则：A.a点的场强一定大于b点的场强B.a点的电势一定高于b点的电势C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强)D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功.··abBD1．如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则：A.a点的场强一定大于b点的场强B.a点的电势一定高于b点的电势C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强)D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功.··abBD全面分析问题(六种常见电场)1．如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则：A.a点的场强一定大于b点的场强B.a点的电势一定高于b点的电势C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强)D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功.··abBD沿着电场线方向电势越来越低.全面分析问题(六种常见电场)1．如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则：A.a点的场强一定大于b点的场强B.a点的电势一定高于b点的电势C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强)D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功.··abBD沿着电场线方向电势越来越低.真理是相对的.只有匀强电场该结论才成立.全面分析问题(六种常见电场)1．如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则：A.a点的场强一定大于b点的场强B.a点的电势一定高于b点的电势C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强)D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功.··abBD沿着电场线方向电势越来越低.真理是相对的.只有匀强电场该结论才成立.全面分析问题(六种常见电场)qWUabab任意电场电势差的定义式(度量式)2．某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则：A.在0—x1之间不存在沿x方向的电场B.在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场C.在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场D.在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场UU0Ox1x2xUU0Ox1x2x2．某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则：A.在0—x1之间不存在沿x方向的电场B.在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场C.在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场D.在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场ACUU0Ox1x2xUU0Ox1x2x2．某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则：A.在0—x1之间不存在沿x方向的电场B.在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场C.在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场D.在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场ACUU0Ox1x2xUU0Ox1x2x在0-----x1之间任意两点的电势差为零,说明0----x1之间为等势面(体).2．某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则：A.在0—x1之间不存