教科版高二物理选修3-1第一章 第5节 匀强电场中电势差和电场强度的关系 课件(共20张PPT)

课件20张PPT。第五节 匀强电场中电势差和电场强度的关系电场的两大性质： ①力的性质： ②能的性质： 由电场强度描述 可用电场线形象表示 由电势、电势差描述 可用等势面形象表示 问题：描述电场两大性质的物理量之间有什么关系呢？电场力（F=qE)电场强度（E）移动电荷q做功(是否到零参考点)电势能的变化(WAB=qUAB)电势差（UAB= ）电势看知识结构图理解掌握几个物理概念： 电场强度、电场线、电势、电势差、 电场力做功与电势能的转化关系、等势面（线）的特点两点间的 电能=>其它形式能的物理量描述能性质描述电场力性质到零参考点定义:某点电势不到零参考点定义两点间的电势差电势差和E存在怎样的关系就是这一节课所要研究的课题功<=>能一、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 一、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 ）对O点：E=0，φ ≠0 .O对O点：φ =0，E ≠0 E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零 如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线。 沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距离为d， 电势差为U，场强为E。则电场力所做的功： 从力的角度： Ｗ= Fd = qEd ① 从能的角度： Ｗ= qU ② 由 ① ② 两式得: U = Ed 　 电势差与电场强度的关系 （通过下面的例子来推算） 问题一、若沿场强方向移动电荷结论：在匀强电场中， 沿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 表达式：U = Ed 或：E = U/d（d为沿场强方向上的距离） 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 注意：U = Ed和E = U/d的适用条件是： （1）匀强电场 （2）d是沿场强方向的两点间的距离。 单位关系：1V/m =1N/C 公式： E = U/d、E=F/q 公式<=>单位 如图，在匀强电场E中，有相距为L的A、B两点，两点连线与场强方向成α角。则A、B两点间的电势差为U = EL，对不对？ 把正电荷q不是沿场强方向由A点移动到B点， 则电场力所做的功： 从力的角度：ＷAB = FLcosα从能的角度：ＷAB = qUAB由上两式得：[解析] A、B两点连线L不沿场强方向， 不能直接用U = EL计算A、B两点间的电势差。[说明] 根据电场线跟等势面垂直这一性质，可过B点作一等势面，在等势面上找一点Bˊ，使A、Bˊ的连线沿场强方向。 B、Bˊ的电势相等 ∴ UAB=U ABˊ = E dE ∴ UAB = ELcosα= E dE　或 　E = UAB／ dE 问题二、若不沿场强方向移动电荷？= qELcosαUAB = ELcosα (Lcosα为沿场强方向上的距离)由上推导得出一个总结论： 电势差和电场强度的关系（３种说法）（1）在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积．（2）在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值　（3）电场强度在数值上＝沿电场方向每单位距离上降低的电势．E = UAB／dUAB = E d[说明]电场中两点间的电势差， 　类同于重力场中两点间的高度差： 高度差Δh 跟物体运动的路径无关， 　只与A、B的位置有关 问题讨论： 答：场强E的方向是电势降落最快的方向。 问题3：电场中A、B两点的电势差UAB跟移动电荷的路径有关吗？答：电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的位置有关。问题4： 单位长度内，沿AB、 ABˊ 两个方向，哪个电势降落的快？应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。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库问题5：非匀强电场中，等差等势面之间的距离相等吗？结论： 答: ... ...