高中物理選修3-1 第一章《靜電場》課件

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1、第一章靜電場新課標(biāo)人教版課件系列高中物理選修選修3-13-1目錄 3.1電荷及其守恒定律 3.2庫侖定律 3.3電場強度 3.4電勢能 電勢 3.5電勢差 3.6電勢差與電勢強度的關(guān)系 3.8電容器與電容 3.9帶電粒子在電場中的運動 電荷電荷 庫侖定律庫侖定律 重點：重點：電荷守恒定律 難點：難點：利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題。一、電荷一、電荷電荷是一種物質(zhì)屬性電荷是一種物質(zhì)屬性1、自然界中有兩種電荷、自然界中有兩種電荷（富蘭克林命名）富蘭克林命名）（1）正電荷：）正電荷： 絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷 （2）負電荷：）負電荷： 毛

2、皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。+_ 原子原子（中性）（中性）原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子（正電）正電）（不帶電）（不帶電） 離原子核較遠的電子容易受到外界的離原子核較遠的電子容易受到外界的作用而脫離原子作用而脫離原子使物體帶電的方法：1 1、摩擦起電、摩擦起電 微觀解釋：微觀解釋：電子從一個物體電子從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體上。到另一個物體上。得到電子：帶負電得到電子：帶負電失去電子：帶正電失去電子：帶正電2 2、感應(yīng)起電、感應(yīng)起電使物體帶電的方法：（1 1）靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)：把

3、電荷移近不帶電的導(dǎo)：把電荷移近不帶電的導(dǎo) 體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電 感應(yīng)感應(yīng)（2 2）感應(yīng)起電感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電帶電，叫做感應(yīng)起電 規(guī)律：規(guī)律：近端感應(yīng)異種電荷，近端感應(yīng)異種電荷， 遠端感應(yīng)同種電荷遠端感應(yīng)同種電荷（3 3）靜電感應(yīng)微觀解釋：把帶正電的球移近金屬導(dǎo)體）靜電感應(yīng)微觀解釋：把帶正電的球移近金屬導(dǎo)體A A和和B B時，時，導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來，因此導(dǎo)體導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來，因此導(dǎo)體A A和和B B帶上了等量的異帶上了等量的異種電荷感應(yīng)起電沒有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負電荷分開，種

4、電荷感應(yīng)起電沒有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負電荷分開，將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 使物體帶電的方法：3 3、接觸帶電、接觸帶電接觸后接觸后再分開再分開+QQ21Q21+Q接觸后接觸后再分開再分開Q3QQQ微觀解釋：微觀解釋：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體接觸帶電電荷分配原則接觸帶電電荷分配原則 兩個帶有同種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷會重兩個帶有同種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷會重新分配，若不受外界影響，兩個完全相同新分配，若不受外界影響，兩個完全相同的帶電導(dǎo)體的帶電導(dǎo)體, ,接觸后再分開接觸后再分開, ,二者將原來所帶二者將原來所帶電量

5、的總和電量的總和平均分配平均分配 兩個帶有異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生兩個帶有異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生正負電荷的中和，然后剩下的電荷量再進正負電荷的中和，然后剩下的電荷量再進行電荷的重新分配；如果兩帶電體完全相行電荷的重新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷同，則剩下的電荷平均分配平均分配1 1、起電的本質(zhì)、起電的本質(zhì) 無論是哪種起電方式無論是哪種起電方式, ,其本質(zhì)都其本質(zhì)都是將正、負電荷分開是將正、負電荷分開, ,使電荷發(fā)生使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷. .二、電荷守恒定律：二、電荷守恒定律：2 2、電荷守恒定律、電荷守恒定律 （物理學(xué)的基本定律之一 ） 表述

6、一：表述一： 電荷既不能創(chuàng)造電荷既不能創(chuàng)造, ,也不能消滅也不能消滅, ,它只能從它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體, ,或從物體的或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分一部分轉(zhuǎn)移到另一部分, ,在轉(zhuǎn)移的過程中，在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變. . 表述二：表述二： 一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。荷的代數(shù)和總是保持不變。.4的整數(shù)倍，或者是或者等于，所有帶電體的電荷量均為、電子和質(zhì)子的電荷量eee三、元電荷.1060. 1219稱為元電荷電荷量、元電荷：CeCe191060. 13、元電荷的值

7、：)/5mq叫做比荷（量與其質(zhì)量的比值，、比荷：帶電體的電荷kgCkgCmee/1076. 11091. 01060. 1113019電子的比荷為：電荷的多少，簡稱電量。單位電荷的多少，簡稱電量。單位: :庫侖庫侖 C C元電荷的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家元電荷的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根密立根用用油滴實驗油滴實驗測得到的測得到的 比較電荷帶電的多少，要比較的是其電比較電荷帶電的多少，要比較的是其電荷量的絕對值，絕對值大的帶電多荷量的絕對值，絕對值大的帶電多 盡管電荷量有正負值（正號一般省略），要知道這里的盡管電荷量有正負值（正號一般省略），要知道這里的“”、“”號不表示電荷量的大小，只代表電荷

8、的性質(zhì)號不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類）一般，正電荷的電量用正值表示，負電荷的電量用（種類）一般，正電荷的電量用正值表示，負電荷的電量用負值表示負值表示 1 1、科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子、科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電量的時，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是：單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是：A A、把質(zhì)子或電子叫元電荷、把質(zhì)子或電子叫元電荷B B、1.601.601010-19-19C C的電量叫元電荷的電量叫元電荷C C、電子帶有最小的負電荷，其電量、電子帶有最小的負電荷，其電量 的絕對值叫元電荷

9、的絕對值叫元電荷D D、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量 的絕對值叫元電荷的絕對值叫元電荷 B、C、D 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、有、有A A、B B、C C三個塑料小球，三個塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A間都是相互吸引的，如果間都是相互吸引的，如果A A帶正帶正電，則電，則 ：A AB B、C C球均帶負電球均帶負電B BB B球帶負電，球帶負電，C C球帶正電球帶正電C CB B、C C球中必有一個帶負電，而另球中必有一個帶負電，而另 一個不帶電一個不帶電D DB B、C C球都不帶電球都不帶電 C課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3 3、如圖所示、如

10、圖所示,A,A、B B是被絕緣支架分別架起的金屬球是被絕緣支架分別架起的金屬球, ,并并相隔一定距離相隔一定距離, ,其中其中A A帶正電帶正電,B,B不帶電不帶電, ,則以下說法中則以下說法中正確的是正確的是: :A.A.導(dǎo)體導(dǎo)體B B帶負電帶負電; ;B.B.導(dǎo)體導(dǎo)體B B左端出現(xiàn)負電荷左端出現(xiàn)負電荷, ,右端出現(xiàn)正電荷右端出現(xiàn)正電荷, ,并且并且 電荷量大小相等電荷量大小相等; ;C.C.若若A A不動不動, ,將將B B沿圖中沿圖中aaaa分開分開, ,則兩邊的電荷量則兩邊的電荷量 大小可能不等大小可能不等, ,與如何分有關(guān)與如何分有關(guān); ;D.D.若若A A向向B B逐漸靠近逐漸靠近

11、, ,在在B B左端和右端的電荷量大左端和右端的電荷量大 小始終相等并且連續(xù)變化小始終相等并且連續(xù)變化; ;E. E.若若A A、B B接觸一下接觸一下,A,A、B B金屬體所帶總電荷量金屬體所帶總電荷量 保持不變保持不變. .BAaaBE課堂訓(xùn)練4 4、如圖所示，導(dǎo)體棒、如圖所示，導(dǎo)體棒ABAB靠近帶正電的導(dǎo)體靠近帶正電的導(dǎo)體QQ放置用手接觸放置用手接觸B B端，移去手指再移去端，移去手指再移去QQ，ABAB帶何種電荷帶何種電荷 _ _ 若手的接觸點若手的接觸點改在改在A A端，情況又如何端，情況又如何_ _ 。負電荷負電荷負電荷負電荷小小 結(jié)結(jié)1 1、自然界存在兩者電荷、自然界存在兩者電荷

12、（1 1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷 （2 2）負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷）負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷2 2、使物體帶電的方式帶電方式、使物體帶電的方式帶電方式(1)(1)摩擦起電：摩擦起電： 電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(2)(2)接觸起電：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體接觸起電：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(3)(3)感應(yīng)起電：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分感應(yīng)起電：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 規(guī)律：規(guī)律：近異遠同近異遠同 3 3、電荷守恒定律：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，、電荷

13、守恒定律：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。電荷的代數(shù)和總是保持不變。.1060. 1419稱為元電荷電荷量、元電荷：Ce.5的整數(shù)倍，或者是或者等于，所有帶電體的電荷量均為、電子和質(zhì)子的電荷量eee1 1、使一個物體帶電的方式有三種，它們是、使一個物體帶電的方式有三種，它們是 、 和和 ，在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分移到另從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分移到另一部分，而且電荷的總量不變，這個結(jié)論也被稱之為一部分，而且電荷的總量不變，這個

14、結(jié)論也被稱之為 定律。定律。2 2、將不帶電的導(dǎo)體、將不帶電的導(dǎo)體A A和帶有負電荷的導(dǎo)體和帶有負電荷的導(dǎo)體B B接觸后，在導(dǎo)體接觸后，在導(dǎo)體A A中中的質(zhì)子數(shù)的質(zhì)子數(shù) （ ）A A增加增加 B B減少減少 C C不變不變 D D先增加后減少先增加后減少3 3、在原子物理中，常用元電荷作為電量的單位，元電荷的電量、在原子物理中，常用元電荷作為電量的單位，元電荷的電量為為_ _ ；一個電子的電量為；一個電子的電量為_ _ _ _ ，一個質(zhì)，一個質(zhì)子的電量為子的電量為_ _ ；任何帶電粒子，所帶電量或者等；任何帶電粒子，所帶電量或者等于電子或質(zhì)子的電量，或者是它們電量的于電子或質(zhì)子的電量，或者是它

15、們電量的_最早測出最早測出元電荷的數(shù)值的是美國物理學(xué)家元電荷的數(shù)值的是美國物理學(xué)家 ，這位科學(xué)家還測出，這位科學(xué)家還測出了電子電量和質(zhì)量的比值，叫做電子的了電子電量和質(zhì)量的比值，叫做電子的 。4 4、把兩個完全相同的金屬球、把兩個完全相同的金屬球A A和和B B接觸一下，再分開一段距離，接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A A、B B兩球原來的帶電情況可能是兩球原來的帶電情況可能是 （ ） A A帶有等量異種電荷帶有等量異種電荷 B B帶有等量同種電荷帶有等量同種電荷 C C帶有不等量異種電荷帶有不等量異種電荷 D D一個帶電，另一個不帶電一個帶電，另一

16、個不帶電課堂練習(xí)課堂練習(xí)CBCD摩擦起電摩擦起電感應(yīng)起電感應(yīng)起電接觸帶電接觸帶電電荷守恒定律電荷守恒定律1.61019 C 1.61019 C 1.61019 C 整數(shù)倍整數(shù)倍 密立根密立根比荷比荷5 5、有、有A A、B B、C C三個塑料小球，三個塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A間都是相互間都是相互吸引的，如果吸引的，如果A A帶正電，則帶正電，則 （ ）A A B B、C C球均帶負電球均帶負電 B B B B球帶負電，球帶負電，C C球帶正電球帶正電C C B B、C C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電球中必有一個帶負電，而另一個不帶電 D D B B、

17、C C球都不帶電球都不帶電6 6、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球小球a a（圖（圖1 1），然后用手指瞬間接觸一下金屬桿），然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c c后拿開橡膠后拿開橡膠棒，這時驗電器小球棒，這時驗電器小球A A和金箔和金箔b b的帶電情況是的帶電情況是 （ ）A Aa a帶正電，帶正電，b b帶負電帶負電B Ba a帶負電，帶負電，b b帶正電帶正電C Ca a、b b均帶正電均帶正電D Da a、b b均帶負電均帶負電E Ea a、b b均不帶電均不帶電課堂練習(xí)課堂練習(xí)C CC C7 7、圖、圖7 7中

18、中A A、B B是兩個不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶是兩個不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球正電荷的金球C C在下列情況中，判斷在下列情況中，判斷A A、B B兩球的帶電情況：兩球的帶電情況：（1 1）A A、B B接觸后分開，再移去接觸后分開，再移去C C， 則則A_A_，B_B_；（2 2）A A、B B接觸，先移去接觸，先移去C C后，再把后，再把ABAB分開，分開， 則則A_A_，B_B_（3 3）A A、B B接觸，用手指瞬間接觸接觸，用手指瞬間接觸B B后再移去后再移去C C， 則則A_A_， B_B_；8 8、某人做靜電感應(yīng)實驗，有下列步驟及結(jié)論：把不帶電的絕

19、、某人做靜電感應(yīng)實驗，有下列步驟及結(jié)論：把不帶電的絕緣導(dǎo)體球甲移近帶負電的絕緣導(dǎo)體球乙，但甲、乙兩球不接緣導(dǎo)體球甲移近帶負電的絕緣導(dǎo)體球乙，但甲、乙兩球不接觸。用手指摸甲球。手指移開。移開乙球。甲球帶觸。用手指摸甲球。手指移開。移開乙球。甲球帶正電。甲球不帶電。下列操作過程和所得結(jié)論正確的有正電。甲球不帶電。下列操作過程和所得結(jié)論正確的有（ ） A.A. B. B. C. C. D. D.課堂練習(xí)課堂練習(xí)正電正電負電負電不帶電不帶電不帶電不帶電負電負電負電負電BCBC 重點：重點：掌握庫侖定律 難點：難點：會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算庫侖定律既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間既然電荷之

20、間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小決定于那些因素呢相互作用力的大小決定于那些因素呢同種電荷相互排斥、同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引異種電荷相互吸引。早在我國東漢時期人們就掌握了電荷間相早在我國東漢時期人們就掌握了電荷間相互作用的定性規(guī)律互作用的定性規(guī)律,定量討論電荷間相互定量討論電荷間相互作用則是兩千年后的法國物理學(xué)家?guī)靵鲎饔脛t是兩千年后的法國物理學(xué)家?guī)靵?庫侖做了大量實驗庫侖做了大量實驗,于于1785年得出了庫侖年得出了庫侖定律定律.影響兩點電荷間作用力的因素：距離和電荷量 實驗表明，電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減小。庫侖定律庫侖定律真空中兩個靜止點

21、電荷之間的相互作用力，與它們的電真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。用力的方向在它們的連線上。電荷間相互作用力叫做電荷間相互作用力叫做靜電力靜電力或或庫侖力庫侖力.大?。捍笮。?22q qFkr 適用范圍適用范圍：1.真空中；真空中； 2.點電荷點電荷.其中其中K叫靜電力常量：叫靜電力常量：k=9.0109Nm2/C2是由實驗測定出來的是由實驗測定出來的 點電荷是實際帶電體在一定條件下的抽象，點電荷是實際帶電體在一定條件下的抽象，是為了簡化某些問題的討論而引進的

22、一個是為了簡化某些問題的討論而引進的一個理理想化的模型想化的模型。如果帶電體之間的距離遠大于它們本身的大小如果帶電體之間的距離遠大于它們本身的大小,以致電體的形狀、大小以及以致電體的形狀、大小以及電荷分布狀況對它們之間相互作用力的影響甚小，這樣的帶電體就可以電荷分布狀況對它們之間相互作用力的影響甚小，這樣的帶電體就可以看作帶電的點，并稱它為點電荷?？醋鲙щ姷狞c，并稱它為點電荷。但點電荷本身的線度不一定很小，它所帶的電但點電荷本身的線度不一定很小，它所帶的電量也可以很大。點電荷這個概念與力學(xué)中的量也可以很大。點電荷這個概念與力學(xué)中的“質(zhì)點質(zhì)點”類似。類似。 點電荷點電荷典型例題例1、關(guān)于點電荷的

23、下列說法中正確的是：A . .真正的點電荷是不存在的B . .點電荷是一種理想模型C . .足夠?。ㄈ珞w積小于1）的電荷就是點電荷D . .一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計答案：A、B、D 從例題可以看出：電子和質(zhì)子的靜電力是它們間萬有引力的2.31039倍.正因如此,以后在研究帶電微粒間相互作用時,經(jīng)常忽略萬有引力. 庫侖定律和萬有引力定律都遵從平方反比規(guī)律,人們至今還不能說明它們的這種相似性,物理學(xué)家還在繼續(xù)研究.典型例題例2、例3、圖1.2-3庫侖扭秤庫侖的實驗典型例題例2、下列說法中正確的是：A . .點電荷就是體積

24、很小的電荷B . .點電荷就是體積和帶電量都很小 的帶電體C . .根據(jù) 可知，當(dāng)r 0 時，F(xiàn) D . .靜電力常量的數(shù)值是由實驗得到的122q qFkr 答案：D 1.3電場強度教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能（一）知識與技能 1知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài) 2理解電場強度的概念及其定義式，會根據(jù)電場強度的定義式進行有關(guān)的計算，知道電場強度是矢量，知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的 3能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導(dǎo)點電荷場強的計算式，并能用此公式進行有關(guān)的計算 4知道電場的疊加原理，并應(yīng)用這個原理進行簡單的計算一、電場一、電場 1 1、你在

25、不接觸的情況下要對某一同學(xué)施力，、你在不接觸的情況下要對某一同學(xué)施力，會采用什么辦法？會采用什么辦法？力可通過某種力可通過某種“媒介媒介”來傳遞來傳遞2 2、你認為力有沒有可能在、你認為力有沒有可能在“不接觸不接觸”、而又、而又“無媒介無媒介”傳遞的情況下發(fā)生在物體之間？傳遞的情況下發(fā)生在物體之間？ 力不可能是力不可能是“超距作用超距作用” 力要么通過直接接觸來施加，要么通過力要么通過直接接觸來施加，要么通過“媒介媒介”來傳遞來傳遞 傳遞力的媒介物有的看不見，被稱為傳遞力的媒介物有的看不見，被稱為“場場”重力是通過重力是通過“重力場重力場”來傳遞的來傳遞的電荷周圍空間存在著一種特殊的物質(zhì)叫電場

26、，電荷周圍空間存在著一種特殊的物質(zhì)叫電場，它起著傳遞它起著傳遞“電力電力”的作用的作用 “場場”是物質(zhì)存在的一種形式是物質(zhì)存在的一種形式A A電荷電荷電場電場B B電荷電荷用電場的觀點解釋電荷之間的作用：用電場的觀點解釋電荷之間的作用：電場對電荷的作用力叫電場力電場對電荷的作用力叫電場力1、如圖表示電荷、如圖表示電荷A和電荷和電荷B通過電場傳遞相互作用力。針對這通過電場傳遞相互作用力。針對這個情形，正確的是個情形，正確的是A電荷電荷B受電場力的作用，自身也激發(fā)電場受電場力的作用，自身也激發(fā)電場B撤去撤去B ，電荷，電荷A激發(fā)的電場就不存在了激發(fā)的電場就不存在了C電荷電荷A的電場和電荷的電場和電

27、荷B的電場是不同的特殊物質(zhì)的電場是不同的特殊物質(zhì)D電荷電荷A和電荷和電荷B都可以激發(fā)電場，都可以激發(fā)電場，而且它們還可以疊加成一個新的電場而且它們還可以疊加成一個新的電場2.關(guān)于電場，下列說法正確的是關(guān)于電場，下列說法正確的是A電場雖然沒有靜止質(zhì)量，但它是一種客觀電場雖然沒有靜止質(zhì)量，但它是一種客觀 存在的特殊物質(zhì)形態(tài)存在的特殊物質(zhì)形態(tài)B我們雖然不能用手觸摸到電場的存在，卻可以用試探電荷我們雖然不能用手觸摸到電場的存在，卻可以用試探電荷 去探測它的存在和強弱去探測它的存在和強弱C電場既可以存在于絕緣體中，也可以存在于導(dǎo)體中電場既可以存在于絕緣體中，也可以存在于導(dǎo)體中D在真空中，電荷無法激發(fā)電場

28、在真空中，電荷無法激發(fā)電場鞏固訓(xùn)練：鞏固訓(xùn)練：ADABC二、電場的描述二、電場的描述電場最基本的特性，就是對處于場中的電荷施電場最基本的特性，就是對處于場中的電荷施加電場力的作用加電場力的作用對電場的對電場的“特性特性”，可用，可用“試探電荷試探電荷”來研究：來研究： 1 1、同一試探電荷在電場不同位置所受電場力、同一試探電荷在電場不同位置所受電場力大小、方向一般各不相同，這說明什么？大小、方向一般各不相同，這說明什么？2 2、不同的電荷在電場的同一點上受電場力大、不同的電荷在電場的同一點上受電場力大小不同，這說明什么？小不同，這說明什么？電場中不同點的強弱不同，且存在方向性電場中不同點的強弱

29、不同，且存在方向性電場的強弱不能用電場力來描述電場的強弱不能用電場力來描述3 3、以點電荷的電場為例，試計算這一電場某、以點電荷的電場為例，試計算這一電場某點的試探電荷所受電場力與這個電荷的電量之比？點的試探電荷所受電場力與這個電荷的電量之比？改變電荷的電量，這個比值改變嗎？在不同的點，改變電荷的電量，這個比值改變嗎？在不同的點，這個比值相同嗎？這個比值能體現(xiàn)電場的強弱嗎？這個比值相同嗎？這個比值能體現(xiàn)電場的強弱嗎？ 定義：定義：在電場中某一點，試探電荷所受電場力在電場中某一點，試探電荷所受電場力的大小與這個電荷的電量的比值，叫電場在這一點的大小與這個電荷的電量的比值，叫電場在這一點的電場強度

30、，簡稱的電場強度，簡稱“場強場強” 公式：公式： EFq是矢量：是矢量：與正點電荷受力方向一致與正點電荷受力方向一致 單位：單位： SI制中：為制中：為 NC電場強度是描述電場強弱和方向的物理量，它電場強度是描述電場強弱和方向的物理量，它由電場自身決定，實際它與試探電荷無關(guān)由電場自身決定，實際它與試探電荷無關(guān)4 4、你能借助于庫侖定律導(dǎo)出點電荷電場中、距、你能借助于庫侖定律導(dǎo)出點電荷電場中、距這一點電荷為這一點電荷為r r處的電場強度的計算式嗎？處的電場強度的計算式嗎？ 點電荷場強計算式：點電荷場強計算式： EkQr2它只適用于點電荷場強的計算！它只適用于點電荷場強的計算！5 5、若空間同時存

31、在著幾個點電荷，你認為這時、若空間同時存在著幾個點電荷，你認為這時在空間某處的電場強度如何計算？在空間某處的電場強度如何計算？分別獨立的計算出每個點電荷在該處的場強，再求分別獨立的計算出每個點電荷在該處的場強，再求“矢量矢量和和”，這叫，這叫“電場的疊加原理電場的疊加原理”6 6、如果一個帶電體不能看作點電荷，你有辦法、如果一個帶電體不能看作點電荷，你有辦法計算它在空間某處的電場強度嗎？計算它在空間某處的電場強度嗎？借助電場的疊加原理：先借助電場的疊加原理：先“微分微分”，再，再“疊加疊加”1、電場強度的定義式為、電場強度的定義式為E=F/q，則，則A、它只適用于點電荷產(chǎn)生的電場、它只適用于點

32、電荷產(chǎn)生的電場B、無論檢驗電荷的、無論檢驗電荷的q值如何變化，值如何變化，F(xiàn)與與q的比值對電場中同一點來的比值對電場中同一點來講是不變的講是不變的C、電場中某點的場強與放在該點的檢驗電荷所受的電場力成正比、電場中某點的場強與放在該點的檢驗電荷所受的電場力成正比D、場強方向與檢驗電荷的極性有關(guān)、場強方向與檢驗電荷的極性有關(guān)鞏固訓(xùn)練：鞏固訓(xùn)練：2、下列關(guān)于場強的說法正確的是：、下列關(guān)于場強的說法正確的是：A、公式、公式E=F/q不只適用于真空中的電場不只適用于真空中的電場B、公式、公式E=kQ/r2中的中的Q是放入電場中試探電荷的電量是放入電場中試探電荷的電量C、在一個以點電荷、在一個以點電荷Q為

33、中心，為中心，r為半徑的球面上，各處的場強都相為半徑的球面上，各處的場強都相同同D、空間某點的電場強度、空間某點的電場強度E與放在該處的試探電荷所受的電場力與放在該處的試探電荷所受的電場力F成正比，與試探電荷的電荷量成正比，與試探電荷的電荷量q成反比成反比AB3、真空中有一電場，在電場中的、真空中有一電場，在電場中的P點放一電荷量為點放一電荷量為410-9C的檢驗電荷，它受到的電場力為的檢驗電荷，它受到的電場力為210-5N，則，則P點的場強為點的場強為_NC。把檢驗電荷的電荷量減小為。把檢驗電荷的電荷量減小為2109C，則檢，則檢驗電荷所受到的電場力為驗電荷所受到的電場力為_N。如果把這個檢

34、驗電荷取。如果把這個檢驗電荷取走，則走，則P點的電場強度為點的電場強度為_NC。5103110-551034、如圖，、如圖，A、B兩點分別放有兩點分別放有+210-8C和和-210-8C兩個點電兩個點電荷，相距荷，相距60cm，試求：，試求：（1）AB連線中點連線中點O的場強；的場強；（2）AB延長線上離延長線上離B點距離為點距離為30cm的的M點的場強；點的場強；（3）AB連線的垂直平分線上離開連線的垂直平分線上離開O點距離為點距離為30cm處的處的P點的點的場強。場強。 A+Q B-Q（1）4103N/C，方向沿，方向沿AB連線向右；連線向右；（2）1.78103N/C，方向由，方向由M指

35、向指向B點；點；（3）1.4103N/C，方向平行于，方向平行于AB向右。向右。若若A、B都是正點荷，以上問題又如何？都是正點荷，以上問題又如何？三、電場線三、電場線 電場線可形象描述電場電場線可形象描述電場電場的強弱：電場的強弱：用電場線的疏密程度來體現(xiàn)用電場線的疏密程度來體現(xiàn)電場的方向：電場的方向：與曲線的切線方向一致與曲線的切線方向一致 由正點荷發(fā)出，終止于負電荷由正點荷發(fā)出，終止于負電荷 任意兩條電場線不相交任意兩條電場線不相交幾種幾種典型電場的電場線的分布典型電場的電場線的分布 勻強電場：勻強電場：場中各點電場強度大小、方向場中各點電場強度大小、方向都相同，電場線為等距的平行直線都相

36、同，電場線為等距的平行直線1、關(guān)于電場線的說法，正確的是、關(guān)于電場線的說法，正確的是A、電場是客觀存在的物質(zhì)，但電場線是人為引入的、電場是客觀存在的物質(zhì)，但電場線是人為引入的B、電場線越密的地方，同一電荷所受電場力越大、電場線越密的地方，同一電荷所受電場力越大C、靜電場的電場線不可能是閉合的、靜電場的電場線不可能是閉合的D、電場中的任意兩條電場線絕不相交、電場中的任意兩條電場線絕不相交2、下列說法錯誤的是、下列說法錯誤的是A、電場線就是初速度為、電場線就是初速度為0的帶電粒子在電場中運動的的帶電粒子在電場中運動的 軌跡軌跡B、電場線的方向，就是電荷受力的方向、電場線的方向，就是電荷受力的方向C

37、、沿電場線方向，電場強度越來越小、沿電場線方向，電場強度越來越小D、正電荷只在電場力作用下一定沿電場線運動、正電荷只在電場力作用下一定沿電場線運動鞏固訓(xùn)練：鞏固訓(xùn)練：ABCDABCD4、一帶電粒子在如圖所示的電場中的運、一帶電粒子在如圖所示的電場中的運動軌跡如圖中虛線動軌跡如圖中虛線AB，據(jù)圖可作出下列，據(jù)圖可作出下列判斷，正確的是判斷，正確的是 A、粒子帶正電、粒子帶正電B、電場在、電場在A點的場強比點的場強比B點大點大C、粒子在、粒子在A點的加速度比點的加速度比B點大點大D、粒子通過、粒子通過A點時的動能比通過點時的動能比通過B點時大點時大3、如圖所示為某一點電荷、如圖所示為某一點電荷Q產(chǎn)

38、生的電場中的一條電場線，產(chǎn)生的電場中的一條電場線，A、B為電場線上的兩點，一電子以某一速度沿電場線由為電場線上的兩點，一電子以某一速度沿電場線由A運動到運動到B的過程中，動能增加，則可以判斷的過程中，動能增加，則可以判斷A、電場線方向由、電場線方向由B指向指向AB、場強大小、場強大小EAEBC、若、若Q為負電荷，則為負電荷，則Q在在B點右側(cè)點右側(cè)D、Q不可能為正電荷不可能為正電荷ABAABCD5、在等量異種點電荷連線及其中、在等量異種點電荷連線及其中垂線上有對稱點垂線上有對稱點AB和和CD，如圖，如圖，下列說法正確的是下列說法正確的是AEAEB，兩者方向相同，兩者方向相同BECED，兩者方向相

39、同，兩者方向相同CECEE，兩者方向相同，兩者方向相同DEAEC，兩者方向相同，兩者方向相同BCD6、如圖所示，點電荷、如圖所示，點電荷Q固定，固定，虛線是帶電量為虛線是帶電量為q的微粒的運的微粒的運動軌跡，微粒的重力不計，動軌跡，微粒的重力不計，a、b是軌跡上的兩個點，是軌跡上的兩個點，b離離Q較較近，下列判斷正確的是近，下列判斷正確的是AQ與與q的帶電一定是一正一負的帶電一定是一正一負B不管不管Q帶什么性質(zhì)的電荷，帶什么性質(zhì)的電荷，a點的場強一定比點的場強一定比b點的小點的小C微粒通過微粒通過a、b兩點時，加速度方向都是指向兩點時，加速度方向都是指向QD微粒通過微粒通過a時的速率比通過時的

40、速率比通過b時的速率大時的速率大ABC小結(jié)：小結(jié)：電場電場電場最基本的特性電場最基本的特性電場是物質(zhì)的一種形式電場是物質(zhì)的一種形式電場強度電場強度電場強度的定義電場強度的定義電場的疊加原理電場的疊加原理點電荷的電場強度點電荷的電場強度電場線電場線電場線對電場的描述電場線對電場的描述常見電場的電場線分布常見電場的電場線分布常見的幾種電場線的分布情況常見的幾種電場線的分布情況:1.4電勢能和電勢教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能（一）知識與技能 1、理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系。2、理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電

41、勢能的關(guān)系。了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及與電場線的關(guān)系。（二）過程與方法（二）過程與方法 通過與前面知識的結(jié)合，理解電勢能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢能和電勢的概念。（三（三）情感態(tài)度與價值觀 嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相 關(guān)的實際問題，增強科學(xué)探究的價值觀。重點：重點：理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。難點：難點：掌握電勢能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問題。EF+qAB1.1.點電荷點電荷q q在電場中由靜止釋放在電場中由靜止釋放, ,將如何運動將如何運動? ?2.2.能否從能量的角度解釋動能的增加能否從能量的角度解釋動能的增加? ?M

42、EW = F|AB| cos= q Eq E|AM|AM|1.1.將電荷將電荷q q從從A A沿直線移至沿直線移至B:B:AB+q q+q qFMEAB2.2.將電荷將電荷q q從從A A沿折線移至沿折線移至B:B:對對AM:AM:W1 = q E |AM|對對MB:MB:W2 = 0對全程對全程: : W = W1 + W2= q E|AM|+q qF+q qF3.3.將電荷將電荷q q從從A A沿曲線移至沿曲線移至B:B:MEAB+q qFEAB+q qF+q qF+q qF+q qFW = W1 + W2 + W3 + = q E|AM|W1 = q E x1W2 = q E x2W3

43、= q E x3 Mx1 + x2 + x3 +=?X1x24.4.將電荷將電荷q q從從A A沿其它曲線移至沿其它曲線移至B B，靜電力，靜電力做功？做功？5. 5. 如果移動負電荷，如果移動負電荷，1 14 4結(jié)論又如何？結(jié)論又如何？MEABq qFB+MAFq q+ 在在勻強電場勻強電場中移動電荷時中移動電荷時,靜電力靜電力做的功與電荷經(jīng)過的做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)路徑無關(guān),與電荷與電荷的的起始起始位置和位置和終止終止位置有關(guān)（位置有關(guān)（與初、與初、末兩點在末兩點在電場線上的距離電場線上的距離有關(guān)）。有關(guān)）。這個結(jié)論適合于其這個結(jié)論適合于其它電場嗎？它電場嗎？(對于對于非勻強電場非勻強

44、電場也適用也適用)hABCmg mg mg 1.1.在這三次情況下：重力做功關(guān)系？在這三次情況下：重力做功關(guān)系？2.WG = m g h3.3.可以引進可以引進重力勢能重力勢能的概念的概念1. 1. 因為在電場中移動電荷時因為在電場中移動電荷時靜電力做功靜電力做功與與移動路徑無關(guān)移動路徑無關(guān), ,所以電荷在電場中有所以電荷在電場中有電勢能電勢能(Ep)(Ep)下列電荷在電場中移動時下列電荷在電場中移動時, ,靜電力做什么功靜電力做什么功? ?電荷的電勢能如何變化電荷的電勢能如何變化? ?若在電場中移動的是負電荷呢若在電場中移動的是負電荷呢? ?EABAB+FF+E-FF1.1.因為在電場中移動

45、電荷時因為在電場中移動電荷時靜電力做功靜電力做功與與移動路徑無關(guān)移動路徑無關(guān), ,所以電荷在電場中所以電荷在電場中有有電勢能電勢能(Ep)(Ep)2.2.靜電力對電荷做靜電力對電荷做正功正功 , , 電荷的電勢能電荷的電勢能減少減少 。( (負功負功) )WWF F = E = EP1P1 - E - EP2P2 = - = - E EP P(增加增加)靜電力做的功等于電勢能的靜電力做的功等于電勢能的減少量減少量. .有一電荷量有一電荷量q=-3q=-31010-6-6C C的點電荷的點電荷, ,從電場中從電場中的的A A點移到點移到B B點時點時, ,克服靜電力做功克服靜電力做功6 6101

46、0-4-4J,J,從從B B點移到點移到C C點時靜電力做功點時靜電力做功9 91010-4-4J.J.問問: :1.1.以以B B為零勢能點，電荷為零勢能點，電荷A A點時的電勢能點時的電勢能E EPA1PA1是多少是多少? ?2.2.如選取如選取C C點的電勢能為零點的電勢能為零, ,則電荷則電荷A A點時的點時的電勢能電勢能E EPA2PA2又是多少又是多少? ?1.1.因為在電場中移動電荷時因為在電場中移動電荷時靜電力做功靜電力做功與與移動路移動路徑無關(guān)徑無關(guān), ,所以電荷在電場中有所以電荷在電場中有電勢能電勢能(Ep)(Ep)2.2.靜電力對電荷做靜電力對電荷做正功正功 , , 電荷

47、的電勢能電荷的電勢能減少減少 。( (負功負功) )WWF F = E = EP1P1 - E - EP2P2 = - = - E EP P(增加增加)靜電力做的功等于電勢能的靜電力做的功等于電勢能的減少量減少量. .3.3.電勢能具有相對性電勢能具有相對性, ,電荷在某點的電勢能電荷在某點的電勢能, ,等于靜電等于靜電力力把它從該點移動到零勢能位置時把它從該點移動到零勢能位置時所做的功。所做的功。 (通常把離場源通常把離場源無限遠處無限遠處或或大地表面大地表面的的電勢能規(guī)定為零電勢能規(guī)定為零)1.1.若在若在ABAB兩點間分別移動正、負電荷，請比較電兩點間分別移動正、負電荷，請比較電荷電勢能

48、的變化荷電勢能的變化MEABL+q qFE EPAPA = q E L COS = q E L COS2.2.若取若取B B點的電勢能為零點的電勢能為零, ,則則A A點的電勢能為多少點的電勢能為多少? ?3.3.點電荷的電量為點電荷的電量為2q2q、3q3q、 則則A A點的電勢能為多少點的電勢能為多少? ?4.4.分析分析E EPAPA/q/q一定嗎？一定嗎？E EPAPA / q = E L COS / q = E L COS5.5.點電荷的電量為點電荷的電量為-q-q、-2q-2q、 -3q-3q、 則則A A點的電點的電勢能為多少勢能為多少? ?電勢能與電量的比值為多少電勢能與電量的

49、比值為多少? ?電荷在電場中某一點的電勢能電荷在電場中某一點的電勢能與與它的電荷量的比值它的電荷量的比值qEP1 V = 1 J/C1. 1. 定義定義: :2. 2. 公式公式: :3. 3. 單位單位: : 伏特伏特(V)(V) ( (計算時要代入正負號計算時要代入正負號) ) 電勢具有電勢具有相對性相對性,確定電勢確定電勢,應(yīng)先規(guī)定電場應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零中某處的電勢為零.( .(通常規(guī)定離場源電荷通常規(guī)定離場源電荷無無限遠處限遠處或或大地大地的電勢為零的電勢為零.) .)結(jié)論：結(jié)論：此比值與電荷此比值與電荷q q的電量的電量 、電性都無、電性都無關(guān)，是定值！關(guān)，是定值！ 例例3

50、. 將一電量為將一電量為 的點電荷的點電荷從電場外一點從電場外一點P移至電場中某點移至電場中某點A, 電場力電場力做做 功功 ,求求A點的電勢點的電勢.cq6102J5104解解: 場外一點場外一點P的電勢為的電勢為0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465從從P A,電場力做的功電場力做的功 PAEW 點評點評: :計算電勢首先要規(guī)定計算電勢首先要規(guī)定零電勢處零電勢處, ,且電勢可以為負且電勢可以為負. .2. 2. 電勢是電勢是標(biāo)量標(biāo)量, ,有正負有正負, ,數(shù)值取決于數(shù)值取決于零零電勢電勢的選取的選取.(.(負電勢表示該處的負電勢表示該處的電勢電勢比比零電勢處零電勢處電勢電

51、勢低低.).)1. 1. 電勢具有電勢具有相對性相對性, ,確定電勢確定電勢, ,應(yīng)先規(guī)應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零定電場中某處的電勢為零.(.(通常規(guī)定離通常規(guī)定離場源電荷場源電荷無限遠處無限遠處或或大地大地的電勢為零的電勢為零.).)3.3.沿著電場線方向沿著電場線方向, ,電勢降低電勢降低. .1.5電勢差教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能（一）知識與技能 理解掌握電勢差的概念、定義式與應(yīng)用。過程與方法過程與方法 結(jié)合電勢、電勢能、靜電力做功，通過對比讓學(xué)生深入理解電勢差及其之間的關(guān)系情感態(tài)度與價值觀情感態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學(xué)生對比的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯能力重點：重點：理解掌握電勢差的概

52、念、定義式。難點：難點：根據(jù)電勢差的定義式進行有關(guān)計算。高度高度具有相對性，與具有相對性，與參考點的選擇有關(guān)參考點的選擇有關(guān)，而而高度差高度差與與參考點的選擇無關(guān)參考點的選擇無關(guān)。A BCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V電勢電勢具有相對性，與具有相對性，與參考點的選擇有關(guān)參考點的選擇有關(guān)，而而電勢的差值電勢的差值與與參考點的選擇參考點的選擇有無關(guān)系呢有無關(guān)系呢? ?電勢差電勢差( (電壓電壓):):電場中兩點間電勢的電場中兩點間電勢的差值差值. .BA設(shè)電場中設(shè)電場中A A點的電勢為點的電勢為，B B點的電勢為點的電勢為ABABU則有則有A BCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V電勢

53、電勢具有相對性，與具有相對性，與參考點的選擇有關(guān)參考點的選擇有關(guān)，而而電勢差電勢差與與參考點的選擇參考點的選擇無關(guān)系無關(guān)系. .ABABUABBAUABABUU或者表示成或者表示成顯然顯然 電荷電荷q q從電場中從電場中A A點移到點移到B B點，點，AB)(BAqPBPAABEEWBAqqBAABqUWqWUABBA即即或或1 1、U UABAB由什么決定？跟由什么決定？跟WWABAB、q q有關(guān)嗎？有關(guān)嗎？2 2、WWABAB跟跟q q、U UABAB有關(guān)嗎？有關(guān)嗎？跟跟q、UAB都有關(guān)都有關(guān) 由電場本身的因素決定由電場本身的因素決定, ,與與W WAB AB 、q q無無關(guān)關(guān)1 1、在如

54、圖所示的電場中，把點電荷、在如圖所示的電場中，把點電荷q q=+2=+21010-11-11C C，由，由A A點移到點移到B B點，電場點，電場力做功力做功W WABAB=4=41010-11-11J J。A A、B B兩點間的兩點間的電勢差電勢差U UABAB等于多少？等于多少？B B、A A兩點間的電兩點間的電勢差勢差U UBABA等于多少？等于多少？ 2 2、如圖所示的電場中，、如圖所示的電場中，A A、B B兩點間兩點間的電勢差的電勢差U UABAB=20 V=20 V，將點電荷，將點電荷q q= -= -2 21010-9-9C C，由，由A A點移到點移到B B點，靜電力所點，靜

55、電力所做的功是多少做的功是多少 ？ 3 3、電場中、電場中A A、B B兩點的電勢是兩點的電勢是A A= =800 800 V V， B B= = -200 V -200 V，把電荷，把電荷q q= -= -1.51.51010-8-8C C由由A A點移到點移到B B點，電場力做點，電場力做了多少功？電勢能是增加還是減少，了多少功？電勢能是增加還是減少，增加或者減少多少？增加或者減少多少？4.4.在電場中把在電場中把2.02.01010-9-9C C的正電荷從的正電荷從A A點移點移到到B B點點, ,靜電力做功靜電力做功1.51.51010-7-7J.J.再把這個電再把這個電荷從荷從B B

56、點移到點移到C C點點, ,靜電力做功靜電力做功-4.0-4.01010-7-7J.J.(1)A(1)A、B B、C C三點中哪點電勢最高？哪點電三點中哪點電勢最高？哪點電勢最低？勢最低？（2 2）A A、B B間，間，B B、C C間，間，A A、C C間的電勢差間的電勢差各是多大？各是多大？（3 3）把）把-1.5-1.51010-9-9C C的電荷從的電荷從A A點移到點移到C C點，點，靜電力做多少功？靜電力做多少功？（4 4）根據(jù)以上所得的結(jié)果，定性地畫出）根據(jù)以上所得的結(jié)果，定性地畫出電場分布的示意圖，標(biāo)出電場分布的示意圖，標(biāo)出A A、B B、C C三點可三點可能的位置。能的位置。

57、1.6電勢差與電場強度的關(guān)系教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能（一）知識與技能 掌握電勢差與電場強度的關(guān)系過程與方法過程與方法 通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢差與電場強度的關(guān)系情感態(tài)度與價值觀情感態(tài)度與價值觀習(xí)感知科學(xué)的價值和應(yīng)用 培養(yǎng)對科學(xué)的興趣、堅定學(xué)習(xí)思考探索的的信念重點：重點：勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系 難點：難點：電勢差與電場強度的關(guān)系在實際問題中應(yīng)用。電勢差和電場強度的區(qū)別電場電場強度強度電勢電勢差差物理意義物理意義描述電場描述電場力的特征力的特征描述電場描述電場能的特征能的特征矢（標(biāo)）量矢（標(biāo)）量物理公式物理公式單位單位E=F/qU=W/q矢量矢量標(biāo)量標(biāo)量V

58、/mV電場的兩大性質(zhì)：電場的兩大性質(zhì)： 力的性質(zhì)：力的性質(zhì)： 能的性質(zhì)：能的性質(zhì)： 由電場強度描述由電場強度描述 可用電場線形象表示可用電場線形象表示 由電勢、電勢差描述由電勢、電勢差描述 可用等勢面形象表示可用等勢面形象表示 13.7 電勢差與電場強度的關(guān)系電勢差與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系問題問題1：電場強度大的地方電勢是否一定高？：電場強度大的地方電勢是否一定高？反之又如何呢？反之又如何呢？ E大處大處一定高一定高 ？E大處大處一定低？一定低？E大處大處不一定高；不一定高；高處高處E不一定大不一定大 問題問題2：電場強度為零的點電勢一定為零嗎？反之又如

59、何呢？：電場強度為零的點電勢一定為零嗎？反之又如何呢？ （若規(guī)定無窮遠處為零電勢點（若規(guī)定無窮遠處為零電勢點 ）.O對對O點：點：E=0， 00 .O對對O點：點： =0，E 00 E E為零處為零處不一定為零，不一定為零，為零處為零處E E不一定為零不一定為零 E大處大處不一定高；不一定高；高處高處E也不一定大也不一定大 13.7 電勢差與電場強度的關(guān)系電勢差與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系如圖，表示某一勻強電場的等勢面和電場線。 沿場強方向選取A、B兩點，設(shè)A、B兩點間的距離為d，電勢差為U，場強為E。把正電荷q由A點移動到B點，則電場力所做的功：從力的角度

60、：從能的角度：由上兩式得:= Fd= qUU = EddABE在勻強電場中，沿場強方向的兩點間的電勢差等于場強與這兩點的距離的乘積。 = qEd 二、二、 電勢差與電場強度的關(guān)系電勢差與電場強度的關(guān)系 ABELLcosC對公式中對公式中d的理解的理解DEABL 如圖，在勻強電場E中，有相距為L的A、B兩點，兩點連線與場強方向成角。則A、B兩點間的電勢差為U = EL，對不對？ E B d把正電荷q由A點移動到B點，則電場力所做的功： 從力的角度： AB = FLcos從能的角度： AB = qUAB 由上兩式得：UAB = ELcos解析解析 A、B兩點連線L不沿場強方向，不能直接用U = E

61、L計算A、B兩點間的電勢差。說明說明 根據(jù)電場線跟等勢面垂直這一性質(zhì)，可過B點作一等勢面，在等勢面上找一點B，使A、B的連線沿場強方向。 UAB = ELcos= Ed UAB=UAB= Ed= qELcos顯然 B= B，其中d為AB兩點所在等勢面間的距離ABC可見公式：U=Ed只適用于勻強電場。公式適用范圍？ CEBA實線：電場線虛線：等勢面D沿著電場線方向，也就是沿著場強的方向，電勢越來越低。從圖中可以看出沿AB、AD、AC方向，電勢都在降低，且UAB=UAD=UAC，但沿AB方向距離最短，即電勢降低得最快，而AB方向又是場強方向，可見(1)場強的方向是指向電勢降低最快的方向。MN(2)

62、(2)在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等。的兩點間的電勢差相等?；颍夯颍篍 = U/dE = U/d 在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差。 注意：U = Ed和E = U/d的適用條件是： 在勻強電場中，在勻強電場中，A A、B B兩點連線兩點連線 d d 沿場強方向時沿場強方向時 U = EdU = Ed （1）勻強電場 （2）d是沿場強方向的兩點間的距離。實為兩點所 在等勢面間的距離。 （3）場強）場強E的方向是電勢降落最快的方向。的方向是電勢降落最快的方向。（4）在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點

63、）在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等。間的電勢差相等。單位關(guān)系：1V/m =1N/C13.7 電勢差與電場強度的關(guān)系電勢差與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系無直接關(guān)系無直接關(guān)系 二、電勢差與電場強度的關(guān)系二、電勢差與電場強度的關(guān)系 U=E d. NN 60 例例1：如圖，在勻強電場中的：如圖，在勻強電場中的M、N兩點距離為兩點距離為2 cm，兩點間的電勢差為，兩點間的電勢差為5 V,M、N連線與場強方向成連線與場強方向成60角，則此電場的電場強度多大？角，則此電場的電場強度多大？ EM.N解：解：根據(jù)根據(jù) ，得：，得： UEd=0cos60U

64、EMN=2512102-=創(chuàng)500/V m=（）例例2 2。圖圖中中A A、B B、C C三點都在勻強電場中，已知三點都在勻強電場中，已知ACACBCBC，ABCABC6060，BCBC20cm20cm把一個電量把一個電量q q1010-5-5C C的正電荷從的正電荷從A A移到移到B B，電場力做功為零；從電場力做功為零；從B B移到移到C C，電場力做功為，電場力做功為-1.73-1.731010-3-3J J，則，則該勻強電場的場強大小和方向是該勻強電場的場強大小和方向是 A865V865Vm m，垂直，垂直ACAC向左向左B865V865Vm m，垂直，垂直ACAC向右向右C1000V

65、1000Vm m，垂直，垂直ABAB斜向上斜向上D1000V1000Vm m，垂直，垂直ABAB斜向下斜向下D600CBA分析：由題意得A、B應(yīng)在同一等勢面上UBC=W/q=-1.7310-3/10-5V =-1.73 102V0 d=BC.sin600=0.173m則 E=U/d=1000V/m1、如圖，、如圖，a、b、c是一條電場線上的三個點，電場線是一條電場線上的三個點，電場線的方向由的方向由a到到c, a、b間的距離等于間的距離等于b、c間的距離。用間的距離。用a、b、c和和Ea、Eb、Ec分別表示分別表示a、b、c三點的電三點的電勢和場強。下列哪個正確？勢和場強。下列哪個正確？ A.

66、abc B. EaEbEc C.ab=bc D. Ea=Eb=Ec 課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： a b c E2、在電場強度為、在電場強度為600 N/C的勻強電場中，的勻強電場中，A、B兩點相兩點相距距5 cm，若，若A、B兩點連線是沿著電場方向時，則兩點連線是沿著電場方向時，則A、B兩點的電勢差是兩點的電勢差是_ V。若。若A、B兩點連線與電場方兩點連線與電場方向成向成60角時，角時， 則則A、B兩點的電勢差是兩點的電勢差是_V；若若A、B兩點連線與電場方向垂直時，則兩點連線與電場方向垂直時，則A、B兩點的電兩點的電勢差是勢差是_V。3015013.7 電勢差與電場強度的關(guān)系電勢差與電場強度的關(guān)系E大處大處不一定高；不一定高；高處高處E也不一定大也不一定大 一、電勢與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系無直接關(guān)系無直接關(guān)系 E E為零處為零處不一定為零，不一定為零，為零處為零處E E不一定為不一定為零零 二、電勢差與電場強度的關(guān)系二、電勢差與電場強度的關(guān)系 U=E d說明：說明：只適用于勻強電場只適用于勻強電場 d d：沿：沿場強方向的場強方向的距離距離 場強場強E的方向是電勢降落最快