电势差与电场强度的关系一、教学目标1.定性掌握电势差与场强的关系
2.定量掌握匀强场中电势差与场强的关系
二、教学重点、难点1.场强方向——电势降低最快的方向
2.U=E·d——d 为沿场强方向两点所在等势面间距离
三、教学方法:讲授法四、教 具:投影仪、幻灯片五、教学过程:(一)引入新课场强是跟电场对电荷的作用力相联系的,电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的
那么场强与电势差有什么关系呢
我们以匀强场为例来研究
(二)进行新课前面讲过,沿着电场线方向,也就是沿着场强的方向,电势越来越低,从图中可以看出沿 AB、AD、AC 方向,电势都在降低,但沿 AB 方向距离最短,即降低得最快,而AB 方向即为场强方向,可见场强的方向是指向电势降低最快的方向
1.场强方向是指向电势降低最快的方向
我们再来研究场强和电势差的数量关系
设 AB 间距离为 d,电势差为 U1,场强为 E
把正电荷 q 从 A 点移到 B 时,电场力 qE 所做的功为 W=qEd
利用电势差和功的用心 爱心 专心关系,这个功又可求得为 W=qU,比较这两个式子,可得 W=qEd=Uq,即 U=Ed
这就是说,在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
如果不是沿场强方向的呢
例如 AD 两点间电势差仍为 U,设 AD 间距离 s,与 AB 夹角α,将正电荷从 A 移动到 D,受电场力方向水平向右,与位移夹角 α,故电场力做功为 W=Eqs cosα,s cosα=d,所以 W=Eqs cosα=Eqd
利用电势差和功的关系 ,W=qU,比较这两个式子可得 U=Escosα=Ed
d 为 AB 两点间距离,也是 AB 所在等势面间距离或者可以说是 AD 两点间距离 s 在场强方向的投影
2.U=Ed
U 为两点间电压,E 为场强,d 为两点间距离在场强方向的投影
3.由 U=Ed,得