10.3电势差与电场强度的关系 课件—2021-2022学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册

§10. 3电势差与电场强度的关系 1 电场的两大性质： ①力的性质： ②能的性质： 由电场强度E描述 可用电场线形象表示 可用等势面形象表示 由电势 、电势差U描述 一、电势与电场强度的关系 问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？ 反之又如何呢？ EA> EB且 EC> ED而 E大 不一定高； 高E不一定大 问题2：（若规定无穷远处为零电势点 ）电场强度为零的点电势一定为零吗？ O O 反之又如何呢？ 对O点：E=0， ≠0 对O点： =0，E≠0 E为零 不一定为零， 为零E不一定为零 一、电势与电场强度的关系 无直接关系 如图是一匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d，现将一个电量为q的电荷由A移到B，你可以用几种方法计算电场力所做的功？ 方法一：从力的角度： 方法二：从能的角度： 则有： A B d q E 二、电势差与电场强度的关系 （d为A、B两点沿场强方向上的距离） 如图是一匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d，现将一个电量为q的电荷由A移到B，你可以用几种方法计算电场力所做的功？ 方法一：从力的角度： 方法二：从能的角度： 则有： （d为A、B两点沿场强方向上的距离） E θ A B q d l UAB = E dAB 二、电势差与电场强度的关系 说明： ①只适用于匀强电场 ②d：沿场强方向的距离 ④ 由 可得 表明：在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。 ③ 电场强度的方向是电势降低最快的方向. 二、电势差与电场强度的关系 1、在电场强度为600 N/C的匀强电场中，A、B两点相距5 cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是____ V。若A、B两点连线与电场方向成60°角时， 则A、B两点的电势差是____V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是___V。 30 15 0 练一练 2、如图所示，匀强电场的电场强度E＝100 V/m，A、B两点相距LAB＝10 cm，A、B连线与电场线的夹角为60°，则UBA为 (　　) A．－10 V B．10 V C．－5 V D．5V C N′ 60° 3、如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2cm，两点间的电势差为5V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？ E M N 解： 根据 可得： 若Ｏ点为M、N连线中点,则MO两点电势差UMO 因为Ｏ点为M、N连线的中点 所以 Ｏ 练一练 4、如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04 m，有一个2×10-15 kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15 C，给两金属板加200V直流电压。 （1）求带电粒子所受的静电力的大小。 （2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。 （3）如果两金属板距离增大为原来的2倍，其他条件不变，则上述问题（1）（2）的答案又如何? 练一练 计算电场强度三条式子的区别 区别 公式 物理含义 适用范围 说明 电场强度大小的定义式 一切电场 q为试探电荷的电荷量 真空中点电荷场强的决定式 在真空中，场源电荷Q是点电荷 Q为场源电荷的电荷量 匀强电场中场强的决定式 匀强电场 d为沿电场方向的距离 5、如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A，B，C三点的电势分别为 求D点的电势 A B D C 试画出匀强电场的电场线 解：因为AB//CD， E 所以 解得 练一练 如图所示，A、B、C为匀强电场中的三点，已知这三点的电势分别为φA=10V，φB=2V，φC=-6V，试在图上画出过B点的等势线和场强的方向（可用三角板画） A C B 做一做 6、如图所示，一个动能为EK的电子垂直于A板从小孔C进入匀强电场，能达到的最大深度为 ，设电子电荷量为e，A板接地，则B板电势为 V A B d 练一练 7、图中A．B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm．把一个电量q=10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3J，则该匀强电场的场强大小和方向是 ( ) A．865V／m，垂直AC向左 B．865V／m，垂直 AC向右 C．1000V／m，垂直 AB斜向上 D．1000V／m，垂直 AB斜向下 D 练一练