电场强度和电势的关系

电场强度与电势差的关系学习目标1.熟练利用电场强度的定义式、电势差的定义式及功的定义式推导出匀强电场中电场强度与电势差的关系2.应用电场强度与电势差的关系式求解相关问题3.清楚电场线与等势面的关系，掌握“等分法”计算匀强电场的电势复习：电场强度、电势差、电势电场强度：电场中某一点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度qFE/＝电势差：把电荷从电场中的A点移到B点，电场力的功W与所移动的电荷量q的比值，叫做这两点的电势差。qWUABAB/电场强度电势差电场力功？探究场强与电势差的关系EqF＝dABE+EqdWAB＝qWUABAB/qUWABAB＝EdUABUAB等势面可以证明，在匀强电场中，沿电场强度方向，任意两点之间的电势差等于场强与这两点间的距离的乘积：EdU注意：适用条件：d电场强度与电势的关系匀强电场为两点沿电场线方向的距离（等势面间的距离）无直接关系ABEαLLcosαC对公式中d的理解电场强度在数值上等于沿场强方向距离为单位长度的两点间的电势差。EdUdUE/＝匀强电场例题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？【例题2】如图所示，一匀强电场中有一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离都是2cm，则该电场的电场强度为.V/m，到A点距离为1.5cm的P点的电势为.V。【答案】25PU.V310003EV/m比较：qFE＝（1）2rkQE＝（2）适用于所有电场单位：N/C适用于匀强电场单位：V/mdUE＝（3）适用于真空中点电荷电场229/100.9CmNk•问题分析：右图示，B、C、D是匀强电场中某一等势面的三个点，则AB、AC、AD这三条线段上单位距离电势降落的数值一样吗？（组织学生进行讨论）匀强电场中电势差与电场强度之间的关系：U=Ed或者E=U/d（场强的另一个单位：V/m）（1）在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。（2）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，是描述沿电场线方向电势降落快慢的物理量（3）在匀强电场中，除等势线以外的其他任一条直线上电势降落都是均匀的。（4）沿着电场线的方向是电势降落最快的方向用等分法计算匀强电场中的电势在匀强电场中，依据相互平行且相等的线段两端点电势差相等，使用“等分法”可以快速求解电场中某点电势的相关问题例题：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证明1V/m=1N/C-------============-----------=======----------====------1伏1米U=W/q1焦/库1米W=FS1牛米1库米1牛1库电场力电场强度电势差电势电势能电场力的功qFEFWPEPBPAABEEWqEPEUBAABUABABqUWEdU电场力做功与路径无关AB0ABABqUW0ABU电场力方向与移动方向垂直电场线与等势面垂直电场线与等势面的关系1、电场线与等势面垂直2、沿电场线方向电势减少3、电场线密（疏）的区域等势面密（疏）密疏电场线与等势面的关系•两个等量异种的点电荷•两个等量同种的点电荷电场线与等势面的关系•一个带电导体电场线与等势面的关系4、等势面的特点：（1）在同一等势面上两点间移动电荷，电场力不做功。但电场力不做功，电荷不一定沿等势面移动。（2）电场线和等势面垂直，并由电势高的等势面指向电势低的等势面。（3）两个相邻等势面间的电势差是相等的，这样的等势面叫做等差等势面。等差等势面密（稀疏）的地方场强大（小）。（4）任何两个等势面都不相交。例题：图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过a.b两点的等势面的电势分别为40V、20V，那么ab连线的中点的电势值为：（）A等于30VB大于30VC小于30VD无法确定abcC【例题1】以下说法中正确的是：A.匀强电场中各处场强相等，电势也相等B.等势体内部各点电势相等，场强也相等C.沿电场线方向电场强度一定越来越小D.电势降低的方向就是电场强度的方向E.场强大的地方电势一定高F.同一等势面上各点电势相等，电场强度大小也一定相等G.场强为零的地方，电势也一定为零H.电势为零的地方，场强可能不为零【答案】H３、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