选修3-1第一章 第6节 电势差与电场强度的关系.ppt

* * * 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？