幻灯片 1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
一、探究电场强度与电势的关系
二、探究电场强度与电势差的关系
第五节 电场强度与电势差的关系
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幻灯片 2问题1:电场强度大的地方电势是否一定高?反之又如何呢?
A处E大,A处φ高
C处E大,C处φ低
结论:E大处φ不一定高,
φ高处E不一定大.
结论: 电势与电场强度无必然联系。
问题2:电场强度为零的点电势一定为零吗?反之又如何呢?
对A点:E=0,φ≠0
对B点:φ=0,E≠0
结论:E为零处φ不一定为零,
φ为零处E不一定为零
一、探究电场强度与电势的关系
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幻灯片 3二、探究电场强度与电势差的关系
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
从力的角度:
WAB = FLcosα= qELcosα
从能的角度:
WAB = qUAB
由上两式得:UAB= ELcosα=Ed
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幻灯片 4“U=Ed”表明:在匀强电场中,沿着场强的方向,任意两
点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。
电场强度与电势差的关系:
“E=U/d”表明:在匀强电场中,场强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。
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,即为电场中这
两点所在的等势面的垂直距离。
证明: 1V/m=1N/C
电场强度的方向即为电势降落最快的方向,
电场强度的大小反映了电势降落的快慢。
定量关系:
定性关系:
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幻灯片 5例题: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?
解:
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幻灯片 6
区别
公式
公式含义
适用范围
是电场强度的定义式
任意电场
是真空中点电荷电场的场强计算公式
真空中点电荷电场
是匀强电场的场强的计算公式 (d为沿场强方向的距离)
匀强电场
三、电场强度三个公式的对比:
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幻灯片 7讨论与交流:
1、在同一等势面上移动电荷,电场力做功吗?它能说明什么?
电场力方向垂直于等势面,即电场线垂直于等势面。
2、沿电场线电势如何变化?
沿电场线方向是电势降落最快的方向
3、在非匀强电场中,等差等势面之间的距离相等吗?
不相等,电场线密(疏)的区域,等势面也密(疏)
1、电场线与等势面垂直;
四、电场线与等势面的关系:
2、沿电场线方向电势降低;
3、等势面密处场强大、电场线密,等势面疏处场强小、
电场线疏 。
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幻灯片 8
下列关于等势面的说法,正确的是 ( )
A.电荷在等势面上移动时,由于不受电场力作用所以
说电场力不做功
B.在同一等势面上各点的场强大小相等
C.两个不等电势的等势面可能相交
D.若相邻两等势面的电势差相等,则等势面的疏密程度
能反映场强的大小
D
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幻灯片 9
1、下列说法正确的是 ( )
A.由公式U = Ed 得,在电场中两点间电势差等于场强
与两点间距离的乘积
B.由公式E = U/d得,在匀强电场中沿电场线方向上两
点间距离越大,电场强度就越小
C.在匀强电场中,任两点间电势差等于场强和这两点
间距离的乘积
D.公式U = Ed只适用匀强电场
D
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幻灯片 10
2、如图,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的
方向由a到c, a、b间的距离等于b、c间的距离。用
φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电
势和场强。下列哪个正确?
A.φa>φb>φc B. Ea>Eb>Ec
C.φa-φb=φb-φc D. Ea=Eb=Ec
3、在电场强度为600 N/C的匀强电场中,A、B两点相距5 cm,若A、B两点连线是沿着电场方向时,则A、B两点的电势差是_______ V。若A、B两点连线与电场方向成60°时, 则A、B两点的电势差是________V;若A、B两点连线与电场方向垂直时,则A、B两点的电势差是________V。
A
30
15
0
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幻灯片 11
4、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
AC
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幻灯片 12
5、一个点电荷,从静电场中的a点移到b点,其电势能的变化为零,则 [ ]
A.a、b两点的场强一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
D
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幻灯片 13
6、图1中实线条是一个电场中的电场线,虚线是一个负试验电荷在这个电场中运动的轨迹。如果电荷是从图中a处运动到b处,则以下判断中正确的是 [ ]
A.电荷从a到b,运动的
加速度变小
B.电荷在b处的电势能大
C.b处的电势高
D.电荷在b处的速度小
BD
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幻灯片 14
7、如图1所示,q1和q2为两静止的等量异号电荷,MN是电荷连线的中垂线。一带电粒子在电场力作用下运动到MN上一点P时的速度为v0,方向指向两电荷连线的中点O。经很短的时间,粒子速度为v,则有 [ ]
A.v<v0
B.v=v0
C.v>v0
D.无法确定
C
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幻灯片 15
8、图中A.B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm.把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为-1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是 [ ]
A.865V/m,垂直AC向左
B.865V/m,垂直 AC向右
C.1000V/m,垂直 AB斜向上
D.1000V/m,垂直 AB斜向下
D
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幻灯片 16
9、如图1所示,地面上方有匀强电场,取场中一点O为圆心在竖直面内作半径R=0.1m的圆,圆平面与电场方向平行。在O点固定电量Q=5×10-4C的正点电荷,将质量为m=3g,电量q=2×10-10C的带电小球放在圆周上的a点时,它恰好静止。若让带电小球从a点缓慢移至圆周最高点b时,外力需做多少功?
W外=9×10-3J
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幻灯片 17
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.
A
B
C
D
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.
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幻灯片 18
A 12V
B 3V
C -6V
D ?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
3V
P
E
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幻灯片 19
A 12V
B 3V
C
D
0
?V
P
Q
E
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幻灯片 20例题:
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、电势降落的方向必定是场强方向
C、活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
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.
所以,正确选项为C.
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幻灯片 21例1:一个点电荷,从静电场中的a点移到b点,其电势能的变化为零,则 [ ]
A.a、b两点的场强一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
D
例2:图中A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm.把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为-1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是[ ]
A.865V/m,垂直AC向左
B.865V/m,垂直AC向右
C.1000V/m,垂直AB斜向上
D.1000V/m,垂直AB斜向下
D
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幻灯片 221、对于求电场力做功的两种途径W = qU和W = qEd ,下列说法正确的是
A.W = qU只适用于匀强电场,W = qEd适用于任何电场
B.W = qEd只适用于匀强电场,W = qU适用于任何电场
C.它们都适用于任何电场
D.它们都只适用于匀强电场
B
2、关于E = U / d 和 U = Ed 关系的理解,正确的是
A.E和d成反比,U和d成正比
B.d 可以理解为过两个考查点的等势面之间的距离
C.这两个关系的定量计算都只适用于匀强电场
D. E = U / d的物理意义就是等势面的疏密程度
B C D
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幻灯片 233、如图13-8-1所示,两平行板的金属板间始终与电源两极相连,电源电压为8.0V,两板的间距为2cm,而且极板B接地。极板间有C、D两点,C距A板0.5cm,D距B板0.5cm,则
A.两板间的场强为500V/m
B.C、D两点的电势相等
C.C点的电势φC = 2.0V
D.D点的电势φD = 2.0V
4、如图13-8-2所示,匀强电场中有
三个等势面中,电势分别为−10V、
0V、10V,A、B两点间相距2.5cm,
A、B连线与等势面的夹角为53°,则
该匀强电场的场强为 V/m。
画出几条电场线表示这一电场。
D
103
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幻灯片 245、如图所示,在匀强电场中有A、B两点,它们间距为2cm ,两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为−2×10−5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J。则:
(1)在此过程中,电场力对该电荷
做了多少功?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?
6、如图所示,A、B、C、D是匀强电场
中一个正方形的四个顶点,已知A、B、
C三点的电势分别为φA = 15V,φB =
3V,φC = −3V,试求出D点的电势φD ,
并绘出匀强电场的电场线。
-0.1J;5×103V; 5×105V/m
9V
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幻灯片 25[练习1]以下说法正确的是:
A、 匀强电场中各处的场强相等,电势也相等;
B、 场强为零的区域中,电势处处相同;
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线的方向。
最快
√
错
错
正确
答案: B
练习2: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30V B 大于30V C 小于30V D 无法确定
提示: 注意是否匀强电场
c
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