3＿15.1匀强电场中电势差与电场强度的关系.ppt

描述电场的物理量 * 【学习目标】 1. 定性把握电势差与电场强度的关系，理解匀强电场中电势差与电场强度的定量关系。 2.小组合作实验探究，通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力。 3.激情投入，从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养对物理学科的兴趣、坚定思考探索物理的的信念，领略物理方法的奥妙，体会物理科学的力量。 【重难点】正确理解U=Ed,并能运用它解决相关问题. 电场强度（E) 电场力(F) F=Eq 电势能的变化 WAB=UABq 电势差(UAB) 移动电荷q电场力做功 电 场 电荷 电场线 等势面 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 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=UABq 电场强度（E） 移动电荷q电场力做功 ? 电势差（UAB） 我们来看： 一、电场强度和电势差的关系 探究一 沿电场线的方向电势的大小如何变化？ 问题1 如图1所示在匀强电场中，将电荷量为+q的电荷由A移动到B点,AB间距离为d,场强为E, AB两点间电势差为UAB, （1）求电场力的功。 从力的角度来看， 从能的角度来看， 由此可得： （2）推导U和E的关系： （其中d是沿电场强度方向A、B间的距离） 问题2：A、B两点电势谁高？ 结论：沿电场方向电势逐渐降低 所以，在匀强电场中 　　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． （1）①在匀强电场中，两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场线方向的距离的乘积； ②场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差． ③沿场强方向的电势越来越低。 （2）适用条件：匀强电场， （3）强调：式中的d是沿场强方向两点间的距离． （4）可知场强的单位V／m和N／C是一致的，1V／m＝1N／C． 探究二 沿垂直电场线的方向电势的大小如何变化？ 问题 1.如图2所示在匀强电场中，将电荷量为+q的电荷由C移动到D点,CD间距离为d,场强为E。 （1）求电场力的功。 （2）CD间的电势差是多少？ v WCD=0 UCD=0 （3）结论：沿垂直电场线的方向电场力 （做或不做）功。 不 问题2.如图3所示的匀强电场中场强为E ,AB间距离为L,BC间距离d，把一点电荷q从A移到B，则电场力做功为多少？ 图3 　　从力的角度来看， 从能的角度来看， 由此可得： （其中d是沿电场强度方向A、B间的距离） 结论：W＝qUAB与路径 （有或无）关．可以得出以上结论 不 . 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？ E M. .N 解： 根据 ， 得： 练习： 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．电势降低的方向必定是场强方向 C．沿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 C 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，沿场强方向的电势降落最快，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． 【总结提高】 1．解题中运用E= 、E= 、E＝ 。 三个公式都可以求场强，但要注意场合和它们的区别与联系． 适用范围 引入过程 物理含义 区别 公式 是电场强度大小的决定式 是真空中点电荷场强的决定式 是匀强电场中场强的决定式 F∝q，F/q，F、q与无关，是反映某点电场的性质 由E=F/q，和库伦定律导出 由W=Eqd和W=Uq导出 适用于一切电场 真空中点电荷 匀强电场 2．理解、比较电场强度E和电势差U 联系 正负或方向 引入意义 定义式 电势差U 电场强度E 物理量 描述电场力的性质 描述电场能的性质 是矢量，正电荷的受力方向为E的方向 是标量，但有正负，正负表示两点电势的高低 （1）对于匀强电场E=U/d， （2）U和E是描述电场性质的物理量，大小取决于电场本身，与F、W、q无关。 （二）预习自测 1．下述关于匀强电场的结论错误的是（ ） A．公式E＝F／q也适用于匀强电场 B．根据U＝Ed可知