1、第一章第一章 静电场静电场（第一节）（第一节）复习：复习：电场的两大性质：电场的两大性质：力的性质：力的性质：能的性质：能的性质：由由由由电场强度电场强度描描述述 可用电场线形象表示可用电场线形象表示 电势、电势差电势、电势差 可用等势面形象表示可用等势面形象表示 一、电势与电场强度的关系一、电势与电场强度的关系问题问题1 1：电场强度大的地方电势是否一定：电场强度大的地方电势是否一定高？高？反之又如何呢？反之又如何呢？E E大处大处高高 E E大处大处低低E E大处大处不一定高；不一定高；高处高处E E不一定大不一定大 问题问题2 2：电场强度为零的点电势一定为零吗？：电场强度为零的点电势一
2、定为零吗？反之又如何呢？反之又如何呢？（若规定无穷远处为零电势点（若规定无穷远处为零电势点）.O对对OO点：点：E=0E=0，0 0.O对对OO点：点：=0=0，E 0E 0 E E为零处为零处不一定为零，不一定为零，为零处为零处E E不一定为零不一定为零 E E大处大处不一定高；不一定高；高处高处E E也不一定大也不一定大 一、电势与电场强度的关系一、电势与电场强度的关系E E大处大处不一定高；不一定高；高处高处E E也不也不一定大一定大。一、电势与电场强度的关系一、电势与电场强度的关系E E为零处为零处不一定为零，不一定为零，为零处为零处E E不一定为零不一定为零。EE与与无必然联系无必然
3、联系.二、电势差与电场强度的关系二、电势差与电场强度的关系 A.BE.BB qWUABABqABF/qABqE/ABE 若用若用d d表示表示A A、B B沿场强方向上的距离沿场强方向上的距离,则：则：dEU 说明说明：只适用于匀强电场只适用于匀强电场 d d：沿场强方向的距离：沿场强方向的距离,无论移动路线是何种形状无论移动路线是何种形状匀强电场中两点间的电势差等于场强匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场力方向距离的乘积与这两点间沿电场力方向距离的乘积思考题思考题，这个式子，这个式子dUEEdU由由表示什么含义？从式子中可看出表示什么含义？从式子中可看出E E的单位是什么？的单位
4、是什么？在在匀强电场匀强电场中，场强在数值上等于中，场强在数值上等于沿场强沿场强方向方向每单位距离上的电势差每单位距离上的电势差.E E的单位为的单位为V/mV/m （1 V/m=1 N/C 1 V/m=1 N/C）(匀强电场的场强 E=U/d.)例例1 1、如图所示，是匀强电场中、如图所示，是匀强电场中的一组等势面，若的一组等势面，若A A、B B、C C、D D相邻两点间的距离都是相邻两点间的距离都是2cm2cm，则电场的场强为则电场的场强为_V_Vmm，到，到A A点距离为点距离为1.5cm1.5cm的的P P点电势为点电势为_V_V。ABCDP10V 0V 10V 20V605802.
5、5 mVmVmVdUEAB/580/1033/2302.01060sin30VVEPBUPBP5.223005.0103360sin300BPVP5.2解：解：例例2 2、如图所示，匀强电场中、如图所示，匀强电场中A A、B B 两点相距两点相距2 2cmcm,已知已知A A、B B两点电势分别为两点电势分别为500V500V和和200V,=60200V,=600 0.求：求：.电场强度大小电场强度大小；.将将q=q=1010-9-9C C的负电荷从的负电荷从B B移到移到A A时时,电场力做多少功电场力做多少功,是正功还是负功？是正功还是负功？32VUBAAB300mVmVdUEAB/100
6、.3/60cos02.0300cos400100.2)300(103279JJqUWBABAVUUABBA300本章公式物理量的符号的处理方法：本章公式物理量的符号的处理方法：1 1、含有矢量的公式、含有矢量的公式只带绝对值。只带绝对值。2 2、全部是标量的公式带正负号、全部是标量的公式带正负号,注意顺序注意顺序.(.(一国两制一国两制)解解：ABE例例3 3、如图所示，、如图所示，A A、B B、C C三点都在匀强电场中，已知三点都在匀强电场中，已知ACBCACBC，ABC=60ABC=60，BC=20cmBC=20cm。把一个电量。把一个电量q=10q=10-5 5C C的正电荷从的正电荷
7、从A A移到移到B B，电场力做功为零，从，电场力做功为零，从B B移到移到C C，电，电场力做功为场力做功为-1.73-1.731010-3-3J J，则该匀强电场的场强大小和方向，则该匀强电场的场强大小和方向A.865V/mA.865V/m，垂直，垂直ACAC向左向左B.865V/mB.865V/m，垂直，垂直ACAC向右向右C.1000V/mC.1000V/m，垂直，垂直ABAB斜向上斜向上D.1000V/mD.1000V/m，垂直，垂直ABAB斜向下斜向下D ABC600qWUABAB0173101073.153VVqWUBCBCABAB是一个等势面是一个等势面匀强电场电场强度的方向垂
8、直于匀强电场电场强度的方向垂直于ABAB斜向下斜向下.mVmVBCUEBC/1000/232.017360sin0WU等势面等势面电场线电场线ddUE E E方向方向解解：例例4 4、边长为、边长为L L的等边三角形的等边三角形ABCABC处于匀强电场中处于匀强电场中,且电场且电场线与三角形共面，一个电子只在电场力的作用下由线与三角形共面，一个电子只在电场力的作用下由A A运动运动到到B B动能减小了动能减小了E E，而一个质子只在电场力的作用下由，而一个质子只在电场力的作用下由A A运动到运动到C C动能增加了动能增加了E E。求该匀强电场的场强大小。求该匀强电场的场强大小。ABCACABU
9、UCBeLEeLEdUE33260sin0解：电子从解：电子从A A运动到运动到B B，动能减小了，动能减小了 E E质子从质子从A A运动到运动到C C，动能增加了，动能增加了 E EeEeEqWUABAB1eEqWUACAC2联立联立两式两式可得可得因此因此BC是匀强电场的一个等势面，故匀强电场的场强是匀强电场的一个等势面，故匀强电场的场强三、深度理解三、深度理解 U=Ed或或E=Ud1 1、公式只适用于匀强电场的计算，不能用、公式只适用于匀强电场的计算，不能用于非匀强电场的计算，但可以用于非匀强于非匀强电场的计算，但可以用于非匀强电场的定性分析电场的定性分析结论：等差等势面密处场强大，等
10、势面疏处场强结论：等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小。小。图为点电荷周围等势面的图为点电荷周围等势面的分布，人们习惯让两个相分布，人们习惯让两个相邻的等势面间电势差相等邻的等势面间电势差相等，为什么间距不相等？，为什么间距不相等？例例5 5、如图所示，实线表示电场线，虚线如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，表示等势线，a a、b b两点的电势分别为两点的电势分别为a a=-50V-50V，b b=-20V=-20V，则，则a a、b b连线的中点连线的中点c c的电势应为（的电势应为（）A.A.c c=-35V =-35V B.B.c c -35V -35V C.C.c c -35V
11、 -35V D.D.无法判断无法判断acbEB B例例6 6、如图，如图，a a、b b、c c是一条电场线上的三是一条电场线上的三个点，电场线的方向如图个点，电场线的方向如图,abab=bcbc。用。用a a、b b、c c和和E Ea a、E Eb b、E Ec c分别表示分别表示a a、b b、c c三点的电势和场强。下列哪个正确？三点的电势和场强。下列哪个正确？A.A.a ab bc c B.B.E Ea aE Eb bE Ec c C.C.a a-b b=b b-c c D.D.E Ea a=E=Eb b=E=Ec c a b c EA A问题问题:单位长度内，沿单位长度内，沿ABA
12、B、ADAD、ACAC两两个方向，哪个电势降落的快？个方向，哪个电势降落的快？2、沿电场线方向，电势降落最快、沿电场线方向，电势降落最快EA.B.C C Dsd）三、深度理解三、深度理解 U=Ed或或E=Ud3 3、在匀强电场中，任意两条平行线段上、在匀强电场中，任意两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等相等距离的两点间的电势差相等。如图如图：3,4,1,ABDCvvv 求：？思考：你可以画出电场线吗？思考：你可以画出电场线吗？三、深度理解三、深度理解 U=Ed或或E=Ud例例7 7、如图所示，、如图所示，a a、b b、c c、d d是匀强电场中一正方是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知
13、形的四个顶点，已知a a、b b、c c 三点的电势分别为三点的电势分别为a a=15V=15V，b b=3V=3V，c c=-3V=-3V，由此可得，由此可得d d点的电点的电势等于多少伏？势等于多少伏？abcdU UEdEd公式的拓展公式的拓展:匀强电场匀强电场中中任任一直线上一直线上相同间距的两相同间距的两点间的电压相等；点间的电压相等；两条平行直线上相同间距的两条平行直线上相同间距的两点间的电压相等两点间的电压相等.cdbaVd9=-3V=9V解法一解法一(代数代数)解法二解法二:等分法等分法(几何几何)Vd9例例8 8、如图所示，、如图所示，a a、b b、c c是匀强电场中的三个点
14、是匀强电场中的三个点，已知，已知a a=4V,=4V,b b=-1V,=-1V,c c=2V,=2V,试在图上画出一试在图上画出一条电场线。条电场线。abcabcd=2V=4VE认真规范作图是高中物认真规范作图是高中物理的基本功理的基本功.例例9、如图所示A、B、C为平行纸面的匀强电场中的三个点，已知B点电势为零。现将一电量q=10-5C的正点电荷由A点移到C点电场力做功W1=810-5J,将该电荷由C移到B电场力做功W2=-210-5J，试求：各点电势；画出电场中电场线及等势面分布情况。BACVVqWUAC810108551VVqWUCB210102552VCA8VBC2解：VA60BVC2
15、0B4 4电场强度三个公式的区别：电场强度三个公式的区别：区别区别公式公式公式含义公式含义 适用范围适用范围 E=FqE=kQr2E=Ud是电场强度的定义式是电场强度的定义式 任意电场任意电场 是真空中点电荷电是真空中点电荷电场的场强计算公式场的场强计算公式 真空中点真空中点电荷电场电荷电场 是匀强电场的场强是匀强电场的场强的计算公式的计算公式 匀强电场匀强电场 三、深度理解三、深度理解 U=Ed或或E=Ud四、练习：四、练习：1 1、在电场强度为、在电场强度为600 N/C600 N/C的匀强电场的匀强电场中，中，A A、B B两点相距两点相距5 cm5 cm，若，若A A、B B两点两点连
16、线是沿着电场方向时，则连线是沿着电场方向时，则A A、B B两点两点的电势差是的电势差是_ V_ V。若。若A A、B B两点连两点连线与电场方向成线与电场方向成6060角时，角时，则则A A、B B两两点的电势差是点的电势差是_V_V；若；若A A、B B两两点连线与电场方向垂直时，则点连线与电场方向垂直时，则A A、B B两两点的电势差是点的电势差是_V_V。301502.2.电场中有电场中有A A、B B两点，一个点电荷在两点，一个点电荷在A A点的电势能为点的电势能为1.21.21010-8-8 J J，在，在B B点的电点的电势能为势能为0.800.801010-8-8 J J。已知
17、。已知A A、B B两点在两点在同一条电场线上，如图示，该点电荷同一条电场线上，如图示，该点电荷的电荷量为的电荷量为1.01.01010-9-9C C，那么，那么()()A.A.该电荷为负电荷该电荷为负电荷 B.B.该电荷为正电荷该电荷为正电荷C.C.A A、B B两点的电势差两点的电势差U UABAB=4.0 V =4.0 V D.D.把电荷从把电荷从A A移到移到B B，电场力做功为，电场力做功为WW=4.0 J=4.0 J A 3.如图，如图，MM、NN两点分别放置两个等量异种电荷，两点分别放置两个等量异种电荷，A A为它们连线的中点，为它们连线的中点，B B为连线上靠近为连线上靠近NN
18、的一点，的一点，C C为连线中垂线上处于为连线中垂线上处于A A点上方的一点，在点上方的一点，在A A、B B、C C三点中三点中 ()()A.A.场强最小的点是场强最小的点是A A点，电势最高的点是点，电势最高的点是B B点点 B.B.场强最小的点是场强最小的点是A A点，电势最高的点是点，电势最高的点是C C点点 C.C.场强最小的点是场强最小的点是C C点，电势最高的点是点，电势最高的点是B B点点 D.D.场强最小的点是场强最小的点是C C点，电势最高的点是点，电势最高的点是A A点点C4 4、如图所示，、如图所示，P P、QQ两金属板间的电势差两金属板间的电势差为为50V50V，板间存在匀强电场，方向水平向，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离左，板间的距离d=10cmd=10cm，其中，其中QQ板接地，板接地，两板间的两板间的A A点距点距P P板板4cm4cm。求。求（1 1）P P板及板及A A点的电势点的电势（2 2）保持两板间的电势差不变，而将）保持两板间的电势差不变，而将QQ板板向左平移向左平移5cm5cm，则，则A A点的电势将变为多少？点的电势将变为多少？PQAQqFE FWPEPBPAABEEWqEPEUBAABUABABqUWEdU
