电势差与电场强度的关系 (精品)

第六节电势差与电场强度的关系【例一】如图所示，匀强电场的电场强度为E，A、B两点在同一条电场线上，它们之间的距离为d，电势差为UAB，将电荷量为q的正电荷从A移动到B，试表示出电场力做的功WAB。ＷAB=Fd=qEd①ＷAB=qUAB②从力的角度：从能的角度：由①②两式得:UAB=Ed【例二】若不沿场强方向移动电荷呢？E.B′从力的角度：θFdA..BLABqEdFLWABABcos从能的角度：ABABqUW由上两式得:UAB=Ed电势差与电场强度的关系：UAB=Ed在匀强电场中，两点间的电势差U等于电场强度E与这两点沿电场方向距离d的乘积说明：①只适用于匀强电场定量计算②d：沿场强方向的距离③只用于计算电势差的绝对值二、探究电势与电场强度的关系问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？E大处φ一定高E大处φ一定低E大处φ不一定高；φ高处E不一定大二、探究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≠0E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零.N′60°例1：如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2cm，两点间的电势差为5V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？EM..N解：根据，得：dUE060cosMNUE2110252）（mV/500例2、两块相同的金属板A、B水平地平行放置，两板的正对面相距30cm，A、B板分别跟电源的正、负极相连接，电源的电压为60V，如图所示，求：（1）两板间电场的场强的大小和方向。（2）若A板接地，则B板电势为多大？（3）若C点离A板的距离10cm,D点离B板的距离为15cm,则C、D两点间的电势差为多少AB.Ｃ.D答：略1、如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c,a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。下列哪个正确？A.φa＞φb＞φcB.Ea＞Eb＞EcC.φa－φb=φb－φcD.Ea=Eb=Ec课堂练习：●●●abcE2、在电场强度为600N/C的匀强电场中，A、B两点相距5cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是_______V。若A、B两点连线与电场方向成60°角时，则A、B两点的电势差是________V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是________V。√30150３、如图所示，两块相对的平行金属板Ｍ、Ｎ与电池相连接，Ｎ板接地，在距两板等远的一点Ｐ固定一个带正电的点电荷，如果将Ｍ板向上平移一小段距离，则（）Ａ、点电荷受到的电场力减小Ｂ、点电荷受到的电场力增大Ｃ、点电荷的电势能减小Ｄ、点电荷的电势能保持不变ＭＮ.ＰＡＣ例题：如图示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点电势分别为ΦA=12V,φB=3v,Φc=3v.由此可知D点电势ΦD=______V.ABCD分析：因为B、C两点的电势相等,故BC为一等势面,所以A、D也在一等势面上，ΦD=12V变化1.若Φc=-6v,其它条件不变，则ΦD=____V.变化2.若Φc=0,其它条件不变，则ΦD=____V.A12VB3VC-6VD?V因为12-3=3-(-6),所以B与AC中点处电势相等,即BD在同一等势面上，故为3VPEA12VB3VCD0?VPQE巩固练习：1.下列说法正确的是:()A.任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积.B.沿电场线方向,任何相同距离上的电势降落可能相等。C.电势减小的方向必为场强的方向。D.在相同距离的两点上,电势差大的其场强也大.【练习1】两块带电的平行金属板相距10cm，两板之间的电势差为9.0×103V。在两板间与两板等距离处有一粒尘埃，带有-1.6×10-7C的电荷。这粒尘埃受到的静电力是多大？这粒尘埃在静电力的作用下运动到带正电的金属板，静电力做的功是多少？答案：1.44×10-2N7.2×10-4J【练习2】如图所示，一匀强电场中有一组等势面，A、B、C、D为一虚线与等势面的交点，相邻两点间距离都是2cm，则该电场的电场强度大小为.V/m，到A点距离为1.5cm的P点的电势为.V。【答案】310003EV/m25PU.V【练习3】如图为某一电场的三条电场线，在其中一条电场线上有A、B、C三点,LAB=LBC,试比较UAB和UBC的大小．答案：UABUBCU=Ed不能用于非匀强电场的定量计算，但是仍然可以用于一些情况下定性的判断当堂训练1.一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则[]A．a、b两点的场强一定相等B．该点电荷一定沿等势面移动C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的D．a、b两点的电势一定相等D2.图1中实线条是一个电场中的电场线，虚线是一个负试验电荷在这个电场中运动的轨迹。如果电荷是从图中a处运动到b处，则以下判断中正确的是[]A．电荷从a到b，运动的加速度变小B．电荷在b处的电势能大C．b处的电势高D．电荷在b处的速度小BD3.如图1所示，q1和q2为两静止的等量异号电荷，MN是电荷连线的中垂线。一带电粒子在电场力作用下运动到MN上一点P时的速度为v0，方向指向两电荷连线的中点O。经很短的时间，粒子速度为v，则有[]A．v＜v0B．v=v0C．v＞v0D．无法确定C4.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D5.如图1所示，地面上方有匀强电场，取场中一点O为圆心在竖直面内作半径R=0.1m的圆，圆平面与电场方向平行。在O点固定电量Q=5×10-4C的正点电荷，将质量为m=3g，电量q=2×10-10C的带电小球放在圆周上的a点时，它恰好静止。若让带电小球从a点缓慢移至圆周最高点b时，外力需做多少功？W外=9×10-3J6.一个10-5C的电荷从电场外移到电场内一点A，外力克服电场力做功0.006J，则A点电势为多少？如果此电荷从电场外移到电场内另一点B时，电场力做功是0.002J，则AB两点间电势差UAB为多少？如果有另一个电量是0.2C的负电荷从A移到B，则电场力做正功还是负功，大小是多少？提高练习：1.图示为匀强电场中的一组等势面。已知相邻的两个等势面间的距离为0.1m,则匀强电场的场强大小为____v/m,方向为_______.40v20v0-20vE2.图示，A、B、C为匀强电场中的三点,它们的连线组成一个直角三角形，且BC=4cm,AB=5cm.当把电量为-2×10-9C的点电荷从B点移到C点的过程中,电场力做功8×10-9J,而把该点电荷从A点移到B点需克服电场力做功8×10-9J,则电场强度为多大?BCEA