电势差与电场强度的关系（上课自用）课件

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1、复习巩固复习巩固1 1、电势差、电势差 ：两点的电势之差，也叫电压：两点的电势之差，也叫电压2 2、静电力做功与电势差的关系：、静电力做功与电势差的关系：3 3、电势差、电势差U UABAB与与q q、W WABAB均无关均无关,仅与电场中仅与电场中A A、B B两两 位置有关。位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。故电势差反映了电场本身的性质。4 4、电势差的单位：伏特、电势差的单位：伏特 符号符号V 1 V=1 J/CV 1 V=1 J/C5 5、电势差是标量。、电势差是标量。或或例题例题1、在电场中把、在电场中把2.010-9C的正电荷从的正电荷从A点点移到移到B点，静电力做功点，静电

2、力做功1.510-7J。再把这个电。再把这个电荷从荷从B点移到点移到C点，静电力做功点，静电力做功-4.010-7J。（1）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势三点中哪点电势最高？哪点电势最低？最低？（2）A、B间，间，B、C间，间，A、C间的电势差各是间的电势差各是多大？多大？（3）把）把-1.510-9C的电荷从的电荷从A点移到点移到C点，静点，静电力做多少功？电力做多少功？（4）根据以上所得结果，定性地画出电场分布）根据以上所得结果，定性地画出电场分布的示意图，标出的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。三点可能的位置。解析：（1）正电荷从A移动到B，静电力做正功，所以A点的电势比B点

3、的高。电荷从B移动C，静电力做负功，所以C点的电势比B点的高。但C、B间的电势差的绝对值比A、B间的电势差的绝对值大，所以：C点电势最高，A点次之，B点电势最低。（2）AB之间的电势差UAB=WAB/q=75VA点电势比B点电势高75VBC之间的电势差UBC=WBC/q=-200VC点电势比B点电势高200V（3）AC间的电势差UAC=UAB+UBC=75V-200V=-125V电荷q=-1.510-9-9C从A移到C，静电力做功为WAC=qUAC=1.87510-7J即静电力做正功1.87510-7JUAC=A-c=A-B+B-C =UAB+UBC.C.AB图图例题例题2 2：如如图图所所示

4、示，在在同同一一条条电电场场线线上上有有A A、B B、C C三三点点，三三点点的的电电势势分分别别是是A A=5V=5V，B B=-2V=-2V，C C=0=0，将将电电荷荷量量q q=-610=-610-6-6C C的的点点电电荷荷从从A A移移到到B B电电场场做做功功多多少少？电电势势能能变变化化了了多多少少？若若将将该该电电荷荷从从B B移移到到C C，电电场场力力做做功功多多少少？电电势势能能变变化化了了多多少少？该该点点电电荷荷在在三三点点中中哪一点时电势能最大？哪一点时电势能最大？ABC解析：（1 1）将点电荷从）将点电荷从A A移到移到B B，电场力做功，电场力做功 J=-4

5、.210-5J 可知，电场力做了可知，电场力做了4.2104.210-5-5J J的负功，因此电势的负功，因此电势能增加了能增加了4.2104.210-5-5J J ABCABC（2 2）将点电荷从）将点电荷从B B移到移到C C，电场力做功，电场力做功 J=1.210-5J 因为电场力做正功因为电场力做正功1.2101.210-5-5J J，所以电势能减少了，所以电势能减少了1.2101.210-5-5J J（3 3）由可知，该点电荷在）由可知，该点电荷在B B处的电势能最大，处的电势能最大，J=1.210-5J 1.1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.A.电势差和电势一样，是相对

6、量，与零点的选取电势差和电势一样，是相对量，与零点的选取有关有关 B.B.电势差是个标量，但是有正负之分电势差是个标量，但是有正负之分 C.C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关。位置有关。D.ABD.AB两点的电势差是恒定的，不随零电势点的两点的电势差是恒定的，不随零电势点的 不同位置而改变，所以不同位置而改变，所以U UABAB=U=UBABA BC【当堂练习】2.2.对于电场中对于电场中A A、B B两点，下列说法中正确的是两点，下列说法中正确的是 A

7、.A.电势差的定义式电势差的定义式U UABAB=W=WABAB/q/q，说明两点间的电势，说明两点间的电势差差U UAB AB 与电场力做功与电场力做功W WABAB成正比，与移动电荷的电成正比，与移动电荷的电荷量荷量q q成反比。成反比。B.AB.A、B B两点间的电势差等于将正电荷从两点间的电势差等于将正电荷从A A点移动点移动到到B B点电场力做的功。点电场力做的功。C.C.将将1C1C电荷从电荷从A A点移到点移到B B点，电场力做点，电场力做1J1J的功，的功，这两点的电势差为这两点的电势差为1V1V。D.D.电荷由电荷由A A点移动到点移动到B B点的过程中，除受电场力点的过程中

8、，除受电场力外，还受其他力作用，电荷的电势能的变化就外，还受其他力作用，电荷的电势能的变化就不再等于电场力做的功。不再等于电场力做的功。C3 3、关于对、关于对U UABAB=W=WABAB/q/q 和和W WABAB=qU=qUABAB的理解，的理解，正确的是正确的是A A、电场中、电场中A A、B B两点的电势差和两点间移动两点的电势差和两点间移动电荷的电量电荷的电量q q成反比成反比B B、在电场中、在电场中A A、B B两点移动不同的电荷，电两点移动不同的电荷，电场力的功场力的功W WABAB和电量和电量q q成正比成正比C C、U UABAB与与q q、W WABAB无关，甚至与是否

9、移动电荷无关，甚至与是否移动电荷都没有关系都没有关系D D、W WABAB与与q q、U UABAB无关，与电荷移动的路径无无关，与电荷移动的路径无关关BCBDBD4 4、关于电势差、关于电势差U UABAB和电势和电势A A 、B B的理解，的理解，正确的是正确的是A A、U UABAB表示表示B B点与点与A A点之间的电势差，点之间的电势差，即即U UABAB=B B A AB B、U UABAB和和U UBABA是不同的，它们有关系：是不同的，它们有关系：U UAB AB=U UBABAC C、A A 、B B都有正负，所以电势是矢量都有正负，所以电势是矢量D D、零电势点的规定虽然是

10、任意的，但人们、零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点常常规定大地和无穷远处为零电势点1 1、有一个带电量、有一个带电量q=q=3.0103.0106 6 C C的点电荷，的点电荷，从电场中的从电场中的A A点移到点移到B B点时，克服电场力做功点时，克服电场力做功6.0106.0104 4J J，从，从B B点移到点移到C C点时，电场力做功点时，电场力做功9.0109.0104 4 J J。试问：。试问：（1 1）A A、B B、C C三点之间的电势差三点之间的电势差U UABAB 、U UBCBC和和U UCACA各是多少？各是多少？（2 2）若规定）若规定B

11、 B点电势为零，则点电势为零，则A A、C C两点的电两点的电势势A A和和C C各是多少？该电荷在各是多少？该电荷在A A、C C两点的两点的电势能电势能E EPAPA和和E EPCPC分别又是多少？分别又是多少？（1 1）200V200V，300V300V，100V100V（2 2）200V200V，300V300V；6.0106.0104 4J J，9.0109.0104 4J J拓展提高拓展提高拓展提高拓展提高解析：（1）由题意得点移到点，电由题意得点移到点，电 场力做功场力做功WAB 6.0104 J/q=200VUBC=WBC/q=-300vUCA=UCB+UBA=-UBC+(-U

12、AB)=100v拓展提高拓展提高（2）因为 B=0 A-B=200V 所以A=200V EPA=q A=6.0104J 因为 B=0 UBC=B-C=-300 C=-UBC=300V EPC=q C=9.0104J2 2、图中、图中,a,a、b b、c c、d d、e e五点在一直线上五点在一直线上,b,b、c c两点间的距离等于两点间的距离等于d d、e e两点的距离两点的距离.在在a a点固定放置一个点电荷点固定放置一个点电荷,带电荷量为带电荷量为+Q,+Q,已知已知在在+Q+Q的电场中的电场中b b、c c两点间的电势差为两点间的电势差为U.U.将另将另一个点电荷一个点电荷+q+q从从d

13、 d点移到点移到e e点的过程中点的过程中()()A.A.电场力做功电场力做功qUqUB.B.克服电场力做功克服电场力做功qUqUC.C.电场力做功大于电场力做功大于qUqUD.D.电场力做功小于电场力做功小于qUqUDabcde拓展提高拓展提高复习巩固复习巩固1.1.功的定义功的定义2.2.电场力做功的特点电场力做功的特点3.3.电场力做功与电势能改变电场力做功与电势能改变 的关系的关系4.4.电场力做功与电势差改变电场力做功与电势差改变 的关系的关系第一章第一章 静电场静电场1.6 1.6 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系探究探究电势

14、与电场强度的关系电势与电场强度的关系 匀强电场的电场匀强电场的电场强度为强度为E,电荷电荷q从从A移移动到动到B静电力做的功静电力做的功W与与A、B两点的电势两点的电势差差UAB的关系为的关系为 W=qUAB为了研究简便我们一匀强电场为例来研究。为了研究简便我们一匀强电场为例来研究。我们也可以从我们也可以从q所受的静电力来计所受的静电力来计算功。这个力是算功。这个力是 F=qE 因为匀强电场中电场强度处处相等，因为匀强电场中电场强度处处相等，所以所以q受的电场力是一个恒力，它做的受的电场力是一个恒力，它做的功为功为 W=Fd=qEd比较两个计算结果，得到比较两个计算结果，得到 UAB=Ed 匀

15、强电场中两点间的电势差等于匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点电场强度与这两点沿电场方向沿电场方向的距离的乘的距离的乘积。积。电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系UAB=Ed 上面讨论的是上面讨论的是A、B位于同一条电场位于同一条电场线上。如果它们不在同一条电场线上呢线上。如果它们不在同一条电场线上呢？匀强电场的电场强度为匀强电场的电场强度为E,电荷电荷q从从A移动到移动到B静电力静电力做的功做的功W与与A、B两点的电两点的电势差势差UAB的关系为的关系为 W=qUAB（UAB方向：沿电场线方向）方向：沿电场线方向）静电力做功分析：静电力做功分析：我们也可以从我们也可以从q所受

16、的静电力来计算所受的静电力来计算功。这个力是功。这个力是 F=qEcos 因为匀强电场中电场强度处处相等，因为匀强电场中电场强度处处相等，所以所以q受的电场力是一个恒力，它做的功受的电场力是一个恒力，它做的功为为 W=FL=qEcosL=qEd 比较两个计算结果，同样得到比较两个计算结果，同样得到 UAB=Ed 在在匀强电场匀强电场中，电场强度的大中，电场强度的大小，等于两点间电势差与小，等于两点间电势差与两点沿电场线两点沿电场线方向距离方向距离的比值。的比值。也就是说，电场强度在数值上也就是说，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等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。势。UAB

17、=Ed点拨提高点拨提高适用于点电荷所产生的电场适用于点电荷所产生的电场(Q为为源电荷源电荷)。适用于任意电场适用于任意电场(q为试探电为试探电荷荷)。适用于匀强电场适用于匀强电场(d为沿电场线的为沿电场线的距离距离)。归纳归纳电场强度的求解方法：电场强度的求解方法：点拨提高点拨提高根据公式：根据公式：，E的单位是的单位是N/C。适用于受力分析。适用于受力分析。根据公式：根据公式：，E的单位是的单位是V/m。适用于功能关系。适用于功能关系。E的单位的单位归纳归纳点拨提高点拨提高课堂小结课堂小结电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系UAB=Ed 匀强电场中两点间的电势差等于电匀强电场中两点间

18、的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。1.适用条件适用条件:匀强电场匀强电场2.各物理量意义各物理量意义:U表示两点电势差表示两点电势差(取绝对值取绝对值)E表示匀强电场的场强表示匀强电场的场强 d表示两点间表示两点间沿电场线方向沿电场线方向的距离的距离 本式不带正负号本式不带正负号3.场强的单位场强的单位:1V/m=1N/C注意注意点拨提高点拨提高当堂检测当堂检测1.1.对公式对公式E E=U UABAB/d d的理解的理解,下列说法正下列说法正 确的是确的是()A.A.此公式适用于计算任何电场中此公式适用于计算任何电场中A A、B B两两

19、点间的电势差点间的电势差B.B.A A、B B两点间的距离越大，则这两点间两点间的距离越大，则这两点间的电势差越大的电势差越大C.C.公式中的公式中的d d是指是指A A、B B两点间的距离两点间的距离D.D.公式中的公式中的d d是指匀强电场中是指匀强电场中A A、B B两个两个等势面间的距离等势面间的距离D D当堂检测当堂检测 2.图中实线表示电场线，虚线表示等势图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过面，过ab两点的等势面的电势分别为两点的等势面的电势分别为40V、20V，那么，那么ab连线的中点的电势值连线的中点的电势值为（）。为（）。A.等于等于30V B.大于大于30V C.小于小于

20、30V D.无法确定无法确定C3.如如图图所所示示，一一匀匀强强电电场场中中有有一一组组等等势势面面，若若A、B、C、D相相邻邻两两点点间间距距离离都都是是2cm，则则该该电电场场的的电电场场强强度度为为 .V/m，到到A点点距离为距离为1.5cm的的P点的电势为点的电势为 .V。-2.54 4.在匀强电场中如图中所示分布着在匀强电场中如图中所示分布着 A A、B B、C C三点三点.当把一个电量当把一个电量 q=10q=10-5-5C C的正电荷的正电荷从从A A沿沿ABAB线移到线移到B B时时,电场力做功为零电场力做功为零;从从B B移到移到C C时时,克服电场力做功为克服电场力做功为1.7310 1.7310-3-3J.J.试试判断该电场的方向判断该电场的方向,算出场强的大小算出场强的大小A AB BC C606020cm20cm 解析解析:将电荷由将电荷由A A移至移至B B时电场力不做功时电场力不做功,说明说明A A、B B两点在同一等势面上两点在同一等势面上.又由于是匀强电场又由于是匀强电场,等势面为平面等势面为平面,故故ABAB面为一等势面面为一等势面.再由将正电再由将正电荷由荷由B B移至移至C C时克服电场力做功可知时克服电场力做功可知,C C点电势高于点电势高于B B点电势点电势.场强方向如图所示场强方向如图所示