2019-2020学年高中物理 第1章 电场 第5节 电场强度与电势差的关系课件 粤教版选修3-1

第五节电场强度与电势差的关系 1 如图甲所示 在点电荷q形成的电场中有a b c三点 若q为正电荷 将正电荷放在 点时电势能最大 将负电荷放在 点时电势能最小 若q为负电荷 将正电荷放在 点时电势能最小 将负电荷放在 点时电势能最大 a a a a 2 多选 如图乙所示 mn是一正点电荷产生的电场中的一条电场线 一个带负电的粒子 不计重力 从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示 下列结论正确的是 a 点电荷一定位于m点的左侧b 带电粒子从a到b的过程中动能逐渐减小c 带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度d 带电粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能 答案 cd 一 探究场强与电势差的关系如图所示 在匀强电场中 电荷q从a点移动到b点 1 静电力做功wab与uab的关系为 2 由f qe wab fd 3 对比两种计算结果 得 4 公式uab ed的适用条件是 e是 d是ab两点沿 方向的距离 wab quab qed uab ed 匀强电场的场强 电场线 二 电场线与等势面的关系1 电场线跟等势面 2 沿着电场线的方向各等势面上的电势减小 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密 电场线疏的区域等势面疏 垂直 增大 登上一座山 往往不止一条道 既有弯弯曲曲的盘山公路 也有陡峭的小道 小道虽然陡 但是单位行程上升的高度要大得多 与此类似 在电场中 不仅仅沿电场线方向电势降低 那么沿电场线方向与沿其他方向相比电势降低有什么不同 它是不是 陡峭的小道 呢 答案 单位长度上沿电场线电势降低最大 1 场强 电势差的区别与联系 场强电势差的关系 2 匀强电场中场强与电势差的关系 1 方向关系由图可知 由a点沿ab ac ad af路径电势均降落 且uab uac uad uaf 其中ab路径电势降落最快 由此可知 电势降落最快的方向是电场强度的方向 3 三个场强公式的比较 例1如图所示 匀强电场中有a b c三点构成三角形 边长均为4cm 将一带电荷量q 1 0 10 10c的正电荷 不计重力 从a点移到c点 电场力做功为 10 9j 若把同一电荷从a点移到b点 电场力做功也为 10 9j 那么该电场的场强多大 解析 答案 5 102v m 题后反思用本节的公式解题一定要注意适用条件 还要注意必须使用国际单位 通过此题可以看出场强方向是电势降落最快的方向 通过相同的距离电势降落最大的方向 这个结论对非匀强电场也成立 1 多选 2016 南昌校级期末 某静电场中的一条电场线与x轴重合 其电势的变化规律图象关于o点对称 如图所示 已知x轴上a b两点中a到o点的距离更近 在o点由静止释放一电子 电子仅受电场力的作用 则下述正确的是 a a b两点的电场强度大小ea ebb a b两点的电场强度方向相反c 电子运动的加速度逐渐减小d 电子将在 x0 x0之间做往复运动 答案 ac 1 等势面与电场线一定垂直假设电场线与等势面不垂直 将场强分解为与等势面平行和垂直的两个分量 沿等势面方向场强的分量一定不为零 那么在同一等势面上的两点间移动电荷时 电场力一定做功 则该两点存在电势差 就不是同一等势面 因而假设错误 故等势面与电场线一定垂直 对电场线与等势面关系的进一步理解 特别提醒 1 只有相邻等势面间电势差相等时 才能通过等势面的疏密反映电场的强弱 2 匀强电场中任选等距离的两点 当两点在同一条电场线上时 两点间电势差最大 2 在已知电场中几点的电势时 如果要求另外某点的电势 一般采用 等分法 在电场中找出与待求点电势相同的等势点 4 在匀强电场中 相互平行 相等长度的线段两端电势差相等 用这一点可求解电势或电势差 5 等分法也常用在画电场线或计算电场强度的问题中 例2图中a b c三点都在匀强电场中 已知ac bc abc 60 bc 20cm 把一个电荷量q 1 0 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 则该匀强电场的电场强度大小和方向是 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 答案 d 题后反思本题考查电场线和等势面的关系 可先确定一个等势面 然后根据电场线和等势面垂直确定电场线 然后根据u ed解得e 例3 2016 吉林扶余一中月考 如图所示 在一匀强电场区域中 有a b c d四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上 已知a b c三点电势分别为 a 6v b 4v c 0 则d点电势 d的大小为 a 3vb 0c 2vd 1v解析 由于是平行四边形的四个顶点 那么连接bd ac交于点o 那么有 a c 2 o b d 所以 d 6 0 4 2v 答案 c 题后反思本题的技巧是找等势点 利用好平行四边形的性质 同时也可以由匀强电场中 沿着任意方向每前进相同的距离 电势变化相等 故 a d b c 2 2016 湖北白水高中月考 如图所示a b c d e f为匀场电场中正六边形的六个顶点 已知a b c电势分别为1v 6v 8v 电场强度方向与正六边形在同一平面内 则d点电势为 a 5vb 7vc 8vd 6v 答案 a 解析 在匀强电场中 沿