1.5等势面、电场强度与电势差的关系
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1.5电场强度与电势差的关系一、学习目标:1.掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系.2.掌握电场中电势的升降与场强方向的关系.3.理解等势面与电场线的关系.二、课前准备:1.匀强电场中,两点间的电势差等于___________与这两点______________的乘积,用公式表示为U=___________.2.电场强度的另一种表述:匀强电场中,场强在数值上等于沿___________单位距离上的电势差,即E=___________.场强的单位可以是___________,也可以是___________,它们完全等同.3.电场线与等势面的关系:(1)电场线与等势面___________;(2)沿着电场线的方向各等势面上的电势______,逆着电场线的方向各等势面上的电势______(3)电场线密的区域等势面__________,电场线疏的区域等势面__________.三、预习展示:1.以匀强电场为例讨论场强与电势差的关系:如图:是一个匀强电场的电场线荷等势面。
匀强电场的电场强度的大小为E,A、B两点在同一条电场线上,但在两个不同的等势面上,它们之间的距离为d,电势差为U AB。
问:(1)当沿着场强方向将一个正点电荷q由场中A点移动到B点时,点电荷受到的电场力是多少?电场力做的功W AB又是多少?(2)电场力做的功跟A、B两点的电势差有什么关系?(3)根据上面的结果,你能得到电场强度与电势差的关系吗?2.阅读课本,总结电场线与等势面的关系,并说明理由.四、重难点突破:电场强度与电势差之间的关系:例:有两块平行金属板A、B相隔6cm接在36V的直流电源上。
电源的正极接地,C点在两板间且到A板的距离为2cm。
(1)求A、B两板间的场强大小和方向;(2)以地为电势的零点,问C点的电势多高?变式训练1:如图,在场强为E=4.0×103N/C的匀强电场中有相距5.0cm的A、B两点,两点连线与电场强度成角。
1.5-1.6 电势差、电势差与电场强度的关系一、学习目标1、说出电势差与电势的关系.记住电势差与零点电势面位置的选取无关.2、能说出静电力做功与电势差的关系,会用公式U AB=W AB/q进行相关的计算。
3、能说出匀强场中电势差与场强的关系,会用公式E=U AB/d进行相关的计算。
重点:1、静电力做功公式U AB=W AB/q的推导和具体应用。
2、正确理解和运用公式U=Ed进行有关计算,解决实际问题难点:1、静电力做功公式中正负号的应用与正负号的理意义。
2、正确理解公式的适用条件及公式中d、U的准确含义二、复习回顾1、静电力做功与电势能变化的关系是_____ ______2、电势的定义是____________,电势的零点的选取是任意的,通常取____ _____ _为电势的零点.3、电势差定义:也叫。
设电场中A点的电势为,B点的电势为,电势差表示成也可以表示成显然三、问题探究(一)、电势差与电势的关系[问题1] 物体有高低之分,物体间存在高度差,电场中各点的电势也有高低之分,因此也会存在“电势差”.高度差与起点(零点)选择无关,那么,电场中两点间的“电势差”与零电势的选择又有什么关系呢?1、电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示什么意义?2、电势的数值与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取有关吗?[要点提炼]1.电势差:电场中两点间______的差值,又叫______,其单位是________.2.电势差是________,但有正负,U AB>0,表示A点电势比B点电势________.(二)、静电力做功与电势差的关系。
电荷q从电场中A点移到B点,静电力做功与电势差的关系。
W AB= = = =即或1、U AB由什么决定?跟W AB、q有关吗?2、W AB跟q、U AB有关吗?[问题延伸]1.公式W AB =qU AB 中各物理量的符号处理方法:带正、负号进行运算:把电荷q 的电性和两点间的电势差U 的正、负代入,算出的功为正,则说明电场力做正功,电荷的电势能减小;算出的功为负,则说明电场力做负功,电荷的电势能增加.2.用关系式W AB =qU AB 进行相关计算时要注意W 与U 的角标要对应,不要造成混乱,因为U AB =-U BA ,W AB =-W BA . (三)、电场强度和电势差的关系为了描述电场力的性质,我们引入了电场强度(E =Fq )的概念;我们还学习了静电力做功与电势差的关系式W AB =qU AB ,如图1所示,而力F 和功W AB 又是密切联系的,那么电场强度E 和电势差U 的关系如何呢?1.请同学们根据所学知识自己推导一下场强E 和电势差U 的关系. 图1 如图:表示某一匀强电场的等势面和电场线。
高中物理:电势差与电场强度的关系【知识点的认识】一、电势差与电场强度的关系式1.关系式:U =Ed 或者E=。
2.适用条件:只有在匀强电场中才有这个关系。
3.注意:式中d 是指沿电场方向两点间的距离。
4.方向关系:场强的方向就是电势降低最快的方向。
由于电场线跟等势面垂直,只有沿电场线方向,单位长度上的电势差才最大,也就是说电势降落最快的方向为电场强度的方向。
但电势降落的方向不一定是电场强度方向。
二、对公式U =Ed 的理解1.从变形公式E=可以看出,电场强度越大,说明沿电场线方向电势差越大,表明电势降落的越快,因此电场强度除了能描述电场的力的性质外还有另一个物理意义,那就是:电场强度是描述电场中电势降落快慢的物理量,也同时说明,沿电场线方向电势降落最快。
2.公式中的d 可理解为匀强电场中两点所在等势面之间的距离。
3.对于非匀强电场,用公式E=可以定性分析某些问题。
例如等差等势面E 越大处,d 越小。
因此可以断定,等差等势面越密的地方电场强度也越大。
现在举例来说明公式E=在非匀强电场中的应用。
如图所示,A 、B 、C 是同一电场线上的三点,且=,由电场线的疏密程度可以看出E A <E B <E C ,所以AB 间的平均场强比BC 间的小,即AB <BC ,又因为U AB =•AB ,U BC =•BC ,所以U AB <U BC 。
三、电场强度与电势差的比较物理量电势差U 电场强度E 定义(1)电场中任意两点的电势之差,U AB =φA ﹣φB(2)电荷在电场中两点间移动时,静电力所做的功跟电荷量的比值放入电场中某一点的电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值定义式U =E =意义描述了电场的能的性质描述了电场的力的性质大小数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时,静电力所做的功数值上等于单位电荷受到的力方向标量,无方向规定为正电荷在该点所受静电力的方向联系在匀强电场中有U =Ed【命题方向】题型一:匀强电场中电势差与场强的关系例1:如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O 处的电势为0V ,点A 处的电势为6V ,点B处的电势为3V ,则电场强度的大小为()A.200V/mB.200V/mC.100V/mD.100V/m 分析:在x 轴上找一电势为3V 的点,将该点与B 点连接,该连线为等势线,求出OB 沿电场线方向上的距离,根据E =求出电场强度的大小。