資源簡介

(共25張PPT)
第十章 靜電場中的能量
第三節(jié) 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
他們之間有什么關(guān)系？
E 與UAB 有什么關(guān)系呢？
如圖，電場線密的地方等差等勢面也密，電場線稀疏的地方等差等勢面也稀疏，這是為什么？這說明什么？
場強(qiáng)與電勢之間存在聯(lián)系
在勻強(qiáng)電場中，尋找電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
①若沿場強(qiáng)方向移動電荷
從力的角度：
從能的角度：
由上式得:
在勻強(qiáng)電場中，兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積
在勻強(qiáng)電場中，尋找電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
②若不沿場強(qiáng)方向移動電荷
從力的角度：
從能的角度：
由上式得:
勻強(qiáng)電場中，電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
定義：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度大小等于兩點(diǎn)間電勢差與兩點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向距離的比值
表達(dá)式:
單位:
伏每米V/m 1V/m=1N/C
理解：
①在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位距離上的電勢差
②電場強(qiáng)度E的方向是電勢降低最快的方向
電場強(qiáng)度是電勢對空間位置的變化率
在非勻強(qiáng)電場中，E 表示平均電場強(qiáng)度
課本例題.真空中平行金屬板M、 N之間的距離d為0.04m，有一帶電量為2×10-15 kg 的粒子位于M 板旁，粒子的電荷量為8×10-15 C，給兩金屬板加200V 直流電壓。
（1）求帶電粒子所受的靜電力的大小。
（2）求帶電粒子從M 板由靜止開始運(yùn)動到達(dá)N板時的速度。
（3）如果兩金屬板距離增大為原來的 2 倍，其他條件不變，則上述問題（1）（2）的答案又如何？
詳解見課本P36 頁
第（2）問中需要考慮重力對問題的影響嗎？
重力：
靜電力：
①微觀粒子重力遠(yuǎn)小于靜電力，重力可以忽略（電子、質(zhì)子、中子、離子等肉眼不可見的粒子）
②可見粒子，重力不可以忽略（油滴、灰塵、小球等肉眼可見的粒子）
例題的第（3）問答案為什么和第二問是一樣的？
當(dāng)M、N兩極板間距離增大，它們之間的電勢差并沒有變，電場力做功相同。
由動能定理可知：
解得：
只要加速電壓U是一定的，帶電粒子加速后所獲得的動能就是一定的
正點(diǎn)電荷電場線上有三點(diǎn)A、B、C，AB=BC
E
A
B
C
①比較UAB與UBC
②若UAB=UBC，則lAB與lBC哪個大？
可用于非勻強(qiáng)電場的定性判斷
例題1.如圖，O、M、N為一負(fù)點(diǎn)電荷電場中一條電場線上的三點(diǎn)，M為ON的中點(diǎn)。O、N兩點(diǎn)的電勢分別為，，則（ ）
A．M點(diǎn)的電勢為-6V
B．O點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比N點(diǎn)的電場強(qiáng)度大
C．M、N兩點(diǎn)的電勢差等于O、M兩點(diǎn)的電勢差
D．電子在O點(diǎn)的電勢能小于其在N點(diǎn)的電勢能
D
勻強(qiáng)電場中有ABCDEF幾個點(diǎn)，請完成以下內(nèi)容
①比較UAB與UBC
②比較UDE與UEF
在勻強(qiáng)電場中，任意一條直線上，任意相等距離的兩點(diǎn)間的電勢差相等(電勢均勻變化)
勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢等于這兩點(diǎn)電勢之和的一半
電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
勻強(qiáng)電場的幾個推論
推論一：在勻強(qiáng)電場中，任意一條直線上，任意相等距離的兩點(diǎn)間的電勢差相等(電勢均勻變化)
勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢等于這兩點(diǎn)電勢之和的一半
勻強(qiáng)電場中有ABCDEF幾個點(diǎn)，請完成以下內(nèi)容
③比較UAC與UFD
④比較UAE與UBD
在勻強(qiáng)電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間的電勢差相等
電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
勻強(qiáng)電場的幾個推論
推論一：在勻強(qiáng)電場中，任意一條直線上，任意相等距離的兩點(diǎn)間的電勢差相等(電勢均勻變化)
勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢等于這兩點(diǎn)電勢之和的一半
推論二：在勻強(qiáng)電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間的電勢差相等
AB為勻強(qiáng)電場中的兩點(diǎn)，如果O1、 O2 、 O3 … On為AB連線的n等分點(diǎn)
在勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)的連線的n等分點(diǎn)也將這兩點(diǎn)間的電勢差n等分。（幾何等分點(diǎn)也是電勢差等分點(diǎn)）
電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
勻強(qiáng)電場的幾個推論
推論一：在勻強(qiáng)電場中，任意一條直線上，任意相等距離的兩點(diǎn)間的電勢差相等(電勢均勻變化)
勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢等于這兩點(diǎn)電勢之和的一半
推論二：在勻強(qiáng)電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間的電勢差相等
推論三：在勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)的連線的n等分點(diǎn)也將這兩點(diǎn)間的電勢差n等分。（幾何等分點(diǎn)也是電勢差等分點(diǎn)）
例題2（多選）.如圖，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中的四個點(diǎn)，D是BC的中點(diǎn)，A、B、C構(gòu)成一直角三角形，AB=1m，電場線與三角形所在的平面平行，已知A點(diǎn)的電勢為5V，B點(diǎn)的電勢為-5V，C點(diǎn)的電勢為15V，據(jù)此可以判斷（　　）
A．C點(diǎn)的電勢比D點(diǎn)的電勢高
B．場強(qiáng)方向由B指向A
C．場強(qiáng)的大小為
D．場強(qiáng)的大小為
AD
電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
勻強(qiáng)電場的 φ-x 圖像
沿電場線方向電勢均勻降低
φ-x 圖像的斜率代表什么含義呢？
斜率大小表示場強(qiáng)大小
例題3.空間內(nèi)有一與紙面平行的勻強(qiáng)電場，為研究該電場，在紙面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系。規(guī)定坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢為0，測得 x 軸和 y 軸上各點(diǎn)的電勢如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．電場強(qiáng)度的大小為160V/m
B．電場強(qiáng)度的方向與x 軸負(fù)方向夾角的正切值為
C．點(diǎn)（10cm，10cm）處的電勢為20V
D．紙面內(nèi)距離坐標(biāo)原點(diǎn)10cm的各點(diǎn)電勢最高為20V
D
1(多選).在水平線上的O點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷，圖中畫出了電荷周圍對稱分布的幾條電場線，以水平線上的某點(diǎn)O′為圓心畫一個圓，與電場線分別相交于a、b、c、d、e，則下列說法正確的是（　　）
A．b、e兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同
B．a(chǎn)點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)電勢
C．b、c兩點(diǎn)間電勢差等于e、d兩點(diǎn)間電勢差
D．電子沿圓周由d到b，電場力做正功
BC
2(多選).空間存在平行紙面的勻強(qiáng)電場，但電場方向未知。現(xiàn)在紙面上建立直角坐標(biāo)系xOy，用儀器沿Ox、Oy兩個方向探測該靜電場的各點(diǎn)電勢，得到電勢φ與橫、縱坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系如圖所示。則關(guān)于該電場，下列說法正確的是（　　）
A．電場強(qiáng)度的大小為300V/m
B．電場強(qiáng)度的大小為500V/m
C．電場強(qiáng)度的方向指向第三象限
D．沿－y方向是電勢降低最快的方向
BC
3.如圖所示，勻強(qiáng)電場中A，B，C三點(diǎn)構(gòu)成一個直角三角形，其中∠A=30°，邊長AC=16cm。把電荷量q=-6×10-6C的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功2×10-5J，再由B點(diǎn)移到C點(diǎn)，該點(diǎn)電荷克服靜電場力做功2.4×10-5J，取B點(diǎn)的電勢為零，求：
（1）A，C兩點(diǎn)的電勢；
（2）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度。

展開更多......

收起↑