物理人教版 (2019)第十章 靜電場中的能量3 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系優(yōu)秀ppt課件

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如果只畫出帶電體空間分布的電場線和等勢面的剖面圖，等勢面就成了等勢線。圖中每相鄰兩條等勢線之間的電勢差是相等的。電場線密的地方等勢線也密。電場線稀疏的地方等勢線也稀疏。這是為什么？
電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
如圖所示,在勻強(qiáng)電場E中,把正電荷q從A移到B,請通過分析電場力做功，找出AB兩點(diǎn)間的電勢差的絕對值U與電場強(qiáng)度E的關(guān)系。
Ｗ= Fd = qEd ①
Ｗ= qU ②
由 ① ② 兩式得: U = Ed 　
勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)與這兩點(diǎn)間沿電場線方向距離的乘積!
在上面的討論中，如果A、B兩點(diǎn)不在同一條電場線上，還能得出以上結(jié)論嗎？請嘗試論證。
Ｗ= FLcsθ = qEd ①
Ｗ= qU ②
(1)勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差的絕對值等于場強(qiáng)與這兩點(diǎn)間沿電場力方向距離的乘積。
(3)d：沿場強(qiáng)方向的距離 。若電場中兩點(diǎn)不沿電場線，d取值應(yīng)為在電場方向的投影，或等勢面間的距離。
(4)只適用于勻強(qiáng)電場
對于非勻強(qiáng)電場，如何判斷UAB、UBC的大小關(guān)系？
電場強(qiáng)度E的另一種表達(dá)式
(2)單位： 1 V/m=1 N/C
(3)上式不是U=Ed簡單的變形，這一變形有豐富的物理內(nèi)涵。物理意義是在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)之間的電勢差與兩點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向的距離之比。也就是說，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向單位距離上降低的電勢。
(1)沿AB、 AC 兩個方向，哪個電勢降落的快？
(2)為什么等差等勢面越密電場強(qiáng)度越大？
場強(qiáng)E的方向是電勢降落最快的方向。
是電場強(qiáng)度大小的定義式
是真空中點(diǎn)電荷場強(qiáng)的決定式
是勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)的計算式
在真空中,場電荷Q是點(diǎn)電荷
1.如圖，在勻強(qiáng)電場中，AB=BC=CD,試判斷UAB、UBC、UCD的大小關(guān)系。
結(jié)論1：在勻強(qiáng)電場中，同一直線上相同間距的兩點(diǎn)間的電勢差相等。
2.如圖，在勻強(qiáng)電場中AB與CD平行且相等，試判斷UAB、UCD的大小關(guān)系。
結(jié)論2：在勻強(qiáng)電場中，相互平行的相等的線段兩端點(diǎn)電勢差相等．
2．如圖所示，M、N為兩個帶有等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電場強(qiáng)度E=1×104V/m，方向向下。M板和N板相距10cm，電場中A點(diǎn)距N板為3cm，B點(diǎn)距M板為2cm。下列說法正確的是（　　）A．A、B間的電勢差UAB=500VB．讓M板接地，則B點(diǎn)的電勢φB=300VC．讓N板接地，則A點(diǎn)的電勢φA=300VD．一電子從A到B靜電力做功小于電子從A到C點(diǎn)再到B靜電力做的功
D．電場力做功與路徑無關(guān)，所以一電子從A到B靜電力做功等于電子從A到C點(diǎn)再到B靜電力做的功，故D錯誤。故選C。
3．某靜電場中，其一條電場線恰好與x軸重合，其電勢φ隨位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖所示，一個質(zhì)子沿x軸正方向運(yùn)動，途中經(jīng)過間距相等的A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)的坐標(biāo)位置分別為xA，xB，xC。若該質(zhì)子只受電場力作用，則（　?。〢．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度B．質(zhì)子經(jīng)過A點(diǎn)的速率大于經(jīng)過B點(diǎn)的速率C．C、B兩點(diǎn)電勢差UCB等于B、A兩點(diǎn)電勢差UBAD．質(zhì)子在A點(diǎn)所具有的電勢能大于質(zhì)子在B點(diǎn)所具有的電勢能
【答案】B【詳解】A．根據(jù)φ-x圖像中斜率表示電場強(qiáng)度，由圖可知，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度，故A錯誤；BD．由圖可知，從A到C電勢升高，則電場方向沿x軸負(fù)方向，質(zhì)子沿x軸正方向運(yùn)動，電場力做負(fù)功，質(zhì)子的動能減小，電勢能增加，則質(zhì)子經(jīng)過A點(diǎn)的速率大于經(jīng)過B點(diǎn)的速率，在A點(diǎn)所具有的電勢能小于在B點(diǎn)所具有的電勢能，故B正確，D錯誤；C．根據(jù)φ-x圖像中斜率表示電場強(qiáng)度，由圖可知，B、A兩點(diǎn)間的平均電場強(qiáng)度小于C、B兩點(diǎn)間的平均電場強(qiáng)度，由U=Ed可知，C、B兩點(diǎn)電勢差UCB大于B、A兩點(diǎn)電勢差UBA，故C錯誤。故選B。
4．在空間中存在著沿x軸的靜電場，其電場強(qiáng)度E隨位置坐標(biāo)x變化規(guī)律如圖所示，A、B、C為x軸上的點(diǎn)，取x軸正方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的正方向。下列說法中正確的是（　?。〢．AC段中B點(diǎn)的電勢最低B．一帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)電勢能減少C．UAB>UBCD．一正電荷僅在電場力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)動能先減小后增大
【答案】C【詳解】A．從A點(diǎn)到C點(diǎn)，電場強(qiáng)度的方向沿x軸正方向，電場強(qiáng)度的方向不變，沿電場線電勢降低，故AC段中C點(diǎn)的電勢最低，故A錯誤；B．因?yàn)殡妶龇较蜓豿軸正方向，一帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，電場力對粒子做負(fù)功，則帶電粒子的電勢能增加，故B錯誤；
D．因?yàn)殡妶龇较蜓豿軸正方向，一正電荷僅在電場力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，電場力對電荷做正功，則電荷的動能增加，故D錯誤。故選C。