高中物理人教版课件选修3-1 1.6电势差与电场强度的关系.ppt

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1、6电势差与电场强度的关系1.知道在匀强电场中电势差和电场强度的定量关系，掌握表达两者关系的公式。2.会用关系式UAB=Ed处理匀强电场问题。3.知道电场强度的另一个单位“伏特每米”的物理意义。重点：UAB=Ed及其成立条件。难点：1.电势与电场强度的关系。2.会用关系式UAB=Ed进行有关的计算。一、匀强电场中电场强度与电势差的关系式1.关系式UAB=___。2.适用条件匀强电场，d是沿_____方向两点间的距离。3.物理意义匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点_________________的乘积。沿电场方向的

2、距离Ed电场二、电场强度的另一种表述1.表达式。2.物理意义在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_______与两点沿电场方向距离的比值，或者说电场强度在数值上等于沿电场方向___________上降低的电势。3.场强的另一个单位_____________，符号____，1N/C=1_____。电势差每单位距离伏[特]每米V/mV/m【判一判】(1)电场中电势高的点场强较大。()(2)公式UAB=Ed适用于计算任何电场中A、B两点之间的电势差。()(3)A点与B点间的距离越大，则这两点间的电势差越大。()(4)公式UA

3、B=Ed中的d是A、B两个等势面的垂直距离。()提示：(1)电势的高低与场强的大小没有必然的联系，故(1)错误。(2)公式UAB=Ed适用于匀强电场，其中d是指A、B两点沿电场线方向的距离，故(2)错误。(3)若A、B两点位于等势面上，无论A、B间距离多大，两点间电势差不变，故(3)错误。(4)公式UAB=Ed适用于匀强电场，其中d是指A、B两点沿电场线方向的距离，也等于两个等势面的垂直距离，故(4)正确。匀强电场中电势差与电场强度的关系1.探究匀强电场中电势差与电场强度的关系式(1)在如图所示的匀强电场E中，正电荷q在电

4、场力作用下从A点沿电场线方向移动到B点，已知A、B两点之间的距离为d，试分析电场强度E与电势差UAB之间有什么关系？提示：A、B间距离为d，电势差为UAB，场强为E。把正电荷q从A点移到B点时，电场力qE所做的功为W＝qEd。利用电势差和功的关系，这个功又可表示为W＝qUAB，比较这两个式子，可得W＝qEd＝qUAB，即UAB＝Ed。(2)在上面讨论中，A、B两点位于同一条电场线上。如果它们不在同一条电场线上，如图，电场强度E与电势差UAB之间又有什么关系？提示：正电荷从A移动到B，受电场力方向水平向右，与位移夹角为α，故

5、电场力做功为W＝Eqscosα，scosα＝d，所以W＝Eqscosα＝Eqd，利用电势差和功的关系，W＝qUAB，比较这两个式子可得UAB＝Escosα＝Ed。d为AB沿电场线方向的距离，也是A、B所在等势面间的距离，或者说是A、B两点间距离s在场强方向上的投影。【误区警示】在解答该问题时学生易出现以下错误：认为UAB=Ed中，d为A、B之间的距离。为此教师要讲清楚几个问题：(1)电场力的功与路径无关，只与初、末位置间的电势差有关。(2)在匀强电场中电场力是恒力，可由功的定义式表示出功。(3)两种功的表达式加以对比即可得

6、到d为沿场强方向上的距离。(3)如图所示,沿A→B,A→C,A→D三个方向电势都是降落的,三个电势降落的方向中,沿哪个方向电势降落最快?电势降落最快的方向与电场方向具有怎样的关系?提示：①三个电势降落的方向中,沿A→C方向电势降落最快。②电场强度的方向就是电势降落最快的方向。2.探究匀强电场中电势差与电场强度关系的两个特例(1)如图所示，在匀强电场中，若ABcosα=CDcosβ,则两线段端点A、B间与C、D间电势差有何关系?提示：根据电势差与电场强度的关系可知，UAB=E×ABcosα，UCD=E×CDcosβ，由于AB

7、cosα=CDcosβ,故UAB=UCD。(2)如图，在匀强电场中的一条直线上，若AB=BC，则AB间与BC间电势差有何关系?提示：设AB=BC=l，该直线与电场线方向的夹角为θ，则UAB=Elcosθ，UBC=Elcosθ，故UAB=UBC。【知识点拨】匀强电场中电势差和电场强度的关系(1)电场强度和电势差分别是从力和能的角度描述电场的物理量，它们分别与电荷在电场中受的电场力和电场力对电荷做功相联系。(2)是用于求匀强电场中场强的公式。由公式又得出了一个场强的单位“V/m”，且1V/m＝1N/C。(3)场强与电势无直接关

8、系，电场中某点电势的值是相对选取的零电势点而言的，选取的零电势点不同，电势的值不同，零电势可以人为地选取，而场强是否为零则由电场本身决定，电势高低与场强大小无关。【探究归纳】1.匀强电场中电势差与电场强度的关系式UAB=Ed，d为线段AB在沿场强方向上的距离。2.沿着电场线电势降低，沿着场强方向电势降低