高二物理人教选修31课件1.6电势差与电场强度的关系3

1、6电势差与电场强度的关系,填一填,练一练,电势差与电场强度的关系(见课本第22页) 适用条件:匀强电场,d是沿电场方向两点间的距离。 物理意义:在匀强电场中,电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。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势。 2.电场强度的另一个单位:伏每米,符号V/m。1 N/C=1 V/m。,填一填,练一练,在水深超过200 m的深海,光线极少,能见度极低,有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发出生物电,获取食物,威胁敌害,保护自己。若该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的电场强度达1104 V/m,可击伤敌人。电鳗身长为

2、50 cm,则电鳗在放电时产生的瞬间电压为(电鳗头尾间产生的电场可当作匀强电场处理)() A.10 VB.500 VC.5 000 VD.10 000 V 解析:电鳗的头尾间产生的电场可当作匀强电场处理,故可以用UAB=Ed求解,所以UAB=Ed=11040.5 V=5 000 V,选项C正确。 答案:C,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,在匀强电场中,距离越大的两点间的电势差越大吗?在“情景导入”中谈到“尖端附近的电场强度很强,电势变化也非常快;而远离尖端处电场强度急剧减弱,电势变化也相对平缓”。这是为什么呢?,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,(1)大小关系:电场强

3、度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降落的电势,电场强度是电势差对空间位置的变化率,电势随空间变化的快慢,反映了电场强度的大小。 (2)方向关系:电场中电场强度的方向就是电势降落最快的方向。 2.U=Ed的两个推论 (1)在匀强电场中,只要是在同一方向上,电势下降都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等。如果把某两点间的距离等分为n段,则每段两端点的电势差等于原电势差的 (2)在匀强电场中,相互平行且相等的线段两端点的电势差相等。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题1】 一组不知方向的匀强电场的电场线如图所示,把 1.010-6 C的负电荷从A点沿水平线移到B点,

4、静电力做了2.010-6 J的功。A、B两点间的距离为2 cm。 (1)A、B两点间的电势差为多大? (2)匀强电场的电场强度为多大?方向如何?,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练 如图所示,在E=500 V/m 的匀强电场中,a、b两点相距d=2 cm,它们的连线跟电场强度方向的夹角是60,则Uab等于() A.5 VB.10 VC.-5 VD.-10 V 解析:在电场线方向上a、b两点间的距离(或a、b两点所在等势面间的距离)为d=abcos 60=1 cm,所以|Uab|=Ed

5、=500110-2 V=5 V。由题图可知,ab,故Uab0,所以Uab=-5 V。 答案:C,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究二电势差与电场强度的比较 电场强度、电势差和电势都是描述电场的物理量,电场中电势越高的位置,电场强度一定越大吗?,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,电场强度与电势差的关系,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题2】 如图所示的匀强电场中,有a、 b、c三点,ab=5 cm,bc=12 cm,其中ab沿 电场线方向,bc和电场线方向成60角。 一个电荷量为q=410-8 C的正电荷

6、从a 移到b的过程中,电场力做功为W1=1.2 10-7 J。求: (1)匀强电场的电场强度E; (2)电荷从b移到c,电场力做的功W2; (3)a、c两点的电势差Uac。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,1 2 3,1.关于匀强电场中电场强度和电势差的关系,正确的是() A.电场强度越大,则任意两点间的电势差也越大 B.任意两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积 C.沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降低必定相等 D.电势降低的方向必定是电场强度的方向 答案:C,1 2 3,2.(多选)如图所示,A、B、C是一条电场线上的三个点,电场线的方向由A到C,且AB=BC,用A、B、C和EA、EB、EC分别表示A、B、C三点的电势和电场强度,可以判定() A.ABC B.EA=EB=EC C.A-B=B-C D.EA、EB、EC的大小无法判断 解析:虽然AB=BC,但不一定是匀强电场,电场线的分布无法判断,选项B错误,选项D正确;U=Ed不一定成立,选项C错误;由电场线的方向是电势降低的方向知,选项A正确。 答案:AD,1 2 3,3. (选做题)如图所示,匀强电场方向平行于xOy平面,在xOy平面内有一个半径为 R=5 cm 的圆,圆上有一动点P,半径OP与x轴方向