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 学科网 ---- 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 ---- 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 ---- 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: 学科网 ---- 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: ---- 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: ---- 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 。 ---- 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 ---- 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 ---- 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 ---- 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 ---- 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 ---- 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 ---- 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 ---- 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 ---- 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 ---- 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. ---- 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 ---- 幻灯片 19 A 12V B 3V C D 0 ?V P Q E ---- 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. ---- 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 ---- 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 ---- 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 ---- 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 ---- 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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