10.3电势差与电场强度的关系 课件-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册

电势差与电场强度的关系 回顾（电场的两大性质） ①力的性质： ②能的性质： 由电场强度描述 可用电场线形象表示 由电势、电势差描述 可用等势面形象表示 2 （1）电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 （ ） （2）电势差是一个标量，但是有正值和负值之分 （ ） （3）由 可得，UAB与WAB成正比，与q成反比 （ ） （4）UAB=8V，表明A点电势比B点高8V （ ） （5）若电场中两点间的电势差UAB=1V，则单位正电荷从A移到B点静电力做功为1J （ ） [复习回顾] × √ × √ √ 问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？ E大处φ不一定高；φ高处E也不一定大 问题2：电场强度为零的点，电势一定为零吗？ 对O点：E=0，φ≠0 对O点：φ=0，E≠0 E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零 新课：匀强电场中电势差与电场强度的关系 E . B′ A B 在电场强度为E的匀强电场中，A、B两点的电势差为UAB，在电场方向的投影距离为d。试问，电荷量为q的电荷从A点移动到B点，电场力做功为多少？ UAB=Ed 匀强电场中, 两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积 1.匀强电场中电场强度与电势差的关系________。 2.物理意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的________与这两点沿电场强度方向的距离之比。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向__________上降低的电势。 3.场强的另一个单位：伏特/每米，符号_____ 1 N/C＝1 V/m 电势差 每单位距离 V/m 扩展 单位验证 两个重要的推论 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 A．a点的场强等于U/d B．a点的场强大于b点的场强 C．如果F1＝F2，则该电场为匀强电场 D．如果F1<F2，则a点场强小于b点场强 D 思考 1、场强与电势差的区别与联系 2、几个场强公式的区别与联系 2、几个场强公式的区别与联系 [试题案例] 平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V。试问： (1)两板间的电场强度是多大？ (2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差为多大？ (3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？ (2)P1P2沿电场方向的距离为 d12＝5 cm－(0.5＋0.5) cm＝4 cm 根据公式U12＝Ed12＝1 200×4×10－2 V＝48 V。 (3)由公式U1B＝φ1－φB＝Ed1B＝1 200×4.5×10－2 V＝54 V，得φ1＝54 V。 同理U2B＝φ2－φB＝Ed2B＝1 200×0.5×10－2 V＝6 V， 得φ2＝6 V。 答案　(1)1 200 V/m　(2)48 V　(3)54 V　6 V [针对训练] 如图所示是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离都是2 cm，则该电场的场强大小为________V/m，到A点距离为1.5 cm的P点电势为________V。 因UBP＝φB－φP，φB＝0，得φP＝－2.5 V。 E＝ 1．在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等。 当线段与场强平行时，由U＝Ed可知，d相等，U相同；当线段与场强不平行时，只要沿场强方向的长度相等，U相同。如图所示，▱ABCD中，UAB＝UDC，UBC＝UAD。 2．电势随空间位置变化越快，电场强度越强。 由v＝eq \f(Δx,Δt)可知速度是位移对时间的变化率，位移随时间变化越快，速度越大；同理由E＝U/d可知，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，场强方向是电势降落最快的方向。 误区：电势降落的方向与电场强度的方向一致 点拨：由图可知，由A点沿AB、AC、AD、AF路径移动，电势均降落，且UAB＝UAC＝UAD＝UAF，其中AB路径电势降落最快(单位长度上的电势差最大)。 由此可知，电势降落最快的方向才是电场强度的方向。 易错点：对概念认识不准确导致错解 案例：如图所示，电场中某条电场线上a、b两点相距为d，电势差为U，同一点电荷在a、b两点所受的电场力大小分别为F1和F2，则下面说法中正确的是(　　) 解析　(1)根据公式E＝代入数据得E＝＝1 200 V/m。 答案　　－2.5 UBP＝E·PBsin 60°＝×0.005× V＝2.5 V， 解析　因为电场是匀强电场