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

电势差与电场强度的关系 郭雪鹏 临泉一中 3 3 情境：某带电体电场线和等势线如图.相邻等势线间的距离相等吗？观察等势线的疏密和电场线疏密，你有何发现？ 2 电场 3 能量 力 电势φ 电场强度E 位移 ？ 功 一、电势差与电场强度关系 思考与讨论：如何寻找电势和电场强度的关系？基本思路是什么？ 4 φ EPA-EPB=WAB EP q E F q l 功等于电势能减少量 功等于力与位移乘积 问题1：用电势差如何求电场对电荷做功？ 问题2：根据功的定义式，电场做多少功？ 问题3：对比功的表达式，你能得到什么结论？ 5 B A l d E α 电场力做功等于电势差与电荷量的乘积： WAB=UABq 电场力做功等于电场力与位移的乘积： WAB=Eqlcosα ∴ UAB=Ed 6 B A l d E α =Eqd 7 d UAB E= UAB=Ed B A d E 电场强度大小等于两点间的电势差与这两点沿电场方向距离的比值. 1V/m=1N/C 练习1 证明1V/m=1N/C 练习2 匀强电场中A、B、C三点，B为AC中点.AB间距为0.5m，UAC=5V.电场强度是多大？沿电场线方向经过1m距离，电势降低多少伏？ 8 E A B C 【例题】真空中平行金属板MN间距d=0.04m，质量为2×10-15kg的带正电粒子位于M板旁，电荷量q=8×10-15C.两板电压U=200V. (1)带电粒子受到的静电力是多大? (2)带电粒子从M板由静止开始运动， 到达N板时的速度是多大? (3)如果金属板间距变为原来的2倍，(1)(2)问的答案如何变化？ 9 M N U 非匀强电场电势差与电场强度关系 在A点附近取极短距离∆x，可认为AB段电场强度近似不变，都等于A点电场强度. UAB=EA∆x 问题：CD间距与AB间距相等.试比较UAB与UCD大小关系. 10 A B C D UAB >UCD 10 问题：绘制等势面时，相邻等势面间的电势差相等。点电荷相邻等势面间的距离逐渐增大。你能解释为什么吗？ 11 二、φ-x图像 问题1：A点电势是多少？定性画出φ-x图像. 问题2：结合数学表达式， φ-x图像斜率有何物理意义？ 12 φ x O B A x E 电势零点 φ-x图像斜率绝对值表示电场强度大小 φ=Ex 问题3：沿某条直电场线建立x轴，电势变化图像如图1.试分析电场强度如何变化. 问题4：图2中沿x轴电场强度如何变化. 13 φ x O φ x O 图1 图2 φ-x图像切线斜率绝对值表示电场强度大小. E-x图像 沿某条直电场线建立Ox轴，E-x图像如图所示. 问题：E-x图像面积表达式？有何物理意义? 14 O A x0 x O E O x x O E x0 x0 p x0 E-x图像面积表示电场中两点的电势差.根据沿着电场线电势降低判断两点电势大小. 15 x O E 小结 电势差与电场强度关系 匀强电场 U=Ed 非匀强电场 ：U=E∆x 微元法 静电场中的图像 φ-x图像 ：切线斜率表示电场强度大小. E-x图像 ：面积表示电势差 16 作业 “练习与应用” 第2题 “复习与提高”A组第4题 17 课堂练习 18 空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，x轴上的B、C两点电场强度在x方向的分量分别是EBx、ECx，下列说法正确的是( ) A.EBx的大小大于ECx的大小 B.EBx的方向沿x轴正方向 C.电荷在O点受到的电场力 在x方向的分量最大 D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中， 电场力先做正功、后做负功 B x O C φ AD $