选修3-1第一章 第6节 电势差与电场强度的关系.ppt

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* * * 6 电势差与电场强度的关系 1.匀强电场中两点间的电势差等于________与这两点沿电 场方向的______的乘积,即 UAB=________. ) 3.对关系式 Uab=Ed 的理解,正确的是( A.式中的 d 是 a、b 两点间的距离 B.a、b 两点间距离越大,电势差越大 C.d 是 a、b 两个等势面的距离 D.此式适用于任何电场 电场强度 距离 Ed 伏每米 C 2.电场强度的单位:__________,1 V/m=1 N/C. 4.如图 1-6-1 所示是匀强电场中的一组等势面,每两个 相邻等势面的距离是 25 cm,由此可确定电场强度的方向及大 小为( ) A.竖直向下,E=0.4 N/C B.水平向右,E=0.4 N/C C.水平向左,E=40 N/C D.水平向右,E=40 V/m 图 1-6-1 解析:因等势面与电场线垂直,并且场强的方向就是电势 降落最快的方向,所以场强的方向水平向右;根据 U=Ed 可得 答案:D 知识点 电场强度和电势差的关系 1.沿场强方向移动电荷 (1)如图 1-6-2,表示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 UAB,场强为 E,则电场力所做的功 WAB: 图 1-6-2 ① 从力的角度: WAB =__________=____________ 从能的角度: WAB =____________ ② 由 ① ② 两式得:UAB=__________ 结论:在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于 ____________________________________________. qUAB 电场强度与这两点间距离的乘积 Fd qEd Ed Ed 沿电场方向每单位距离上降低的电势 (2)表达式:UAB =______ 或 E=________,在匀强电场中, 场强在数值上等于_____________________________________. (3)UAB=Ed 和 E= UAB d 的适用条件:_______________. (4)单位关系:1 V/m=1 N/C . 匀强电场 2.不沿场强方向移动电荷 如图 1-6-3,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 UAB= EL,对不对? 图 1-6-3 把正电荷从 A 点移动到 B 点的过程中,B′B 与电场力方 向垂直,故在 B′B 方向上电场力不做功,因此把正电荷从 A 点 移动到 B 点电场力所做的功相当于把正电荷从 A 点移动到 B′ 点电场力所做的功. 从力的角度:W=Fs=qELcos α=qUAB′ 从能的角度:W=qUAB′=qELcos α 故 A、B 两点之间的电势差为 与这两点沿电场线方向的距离的比值,即E= . 1.电势差和电场强度的关系的三种说法 (1)在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点 沿电场线方向的距离的乘积,即 U=Ed. (2)在匀强电场中电场强度的大小等于某两点间的电势差 (3)电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低 的电势. 2.对公式 U=Ed 的理解 (1)公式 U=Ed 中 d 必须是沿场强方向的距离,如果电场中 两点不沿场强方向,d 的取值应为在场强方向的投影,即为电 场中该两点所在的等势面的垂直距离. = (2)由 U=Ed 推出的三个结论. ①在匀强电场中,与电场方向不垂直的任意一条直线上两 点间的电势差大小之比等于直线上相应间距之比.结合图 1-6 -4,此结论可用公式表达如下: UAB UCD AB CD . 图 1-6-4 ②在匀强电场中,在与电场方向不垂直的任意两条平行直 线上分别取间距相等的两点 A、B 和 C、D,则有 UAB =UCD, 如图 1-6-5 所示. 图 1-6-5 图 1-6-6 3.场强的方向就是电势降低最快的方向 只有沿场强方向,在单位长度上的电势差最大,也就是说 电势降低最快的方向为电场强度的方向.但是,电势降低的方 向不一定是电场强度的方向. 【例 1】平行的带电金属板 A、B 间是匀强电场,如图 1- 6-7 所示,两板间距离是 5 cm,两板间的电压是 60 V. (1)两板间的场强是多大? (2)电场中有 P1 和 P2 两点,P1 点离 A 板 0.5 cm,P2 点离 B 板也是 0.5 cm,P1 和 P2 两点间的电势差多大?

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