2.3电势差与电场强度的关系-2022-2023学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019必修第三册）

第三节 电势差与电场强度的关系 制作：沈雄斌 授课：东山二中高二物理组 高中物理必修三 第2章 鲁科2019 新课教学 E F q + A B d F q + 分析：知道电势，即可从电势能与功的关系来考虑。因为做功的量与电势能的变化量是相等的。 设有一个匀强电场，场强为E，场中A点的电势为 。 B点的电势为 ，现把一个电荷q从A点移到B点，A与B的距离为d,则电场力做多少功？ 解：依题意，可得 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 我们将式中A、B两点的电势之差称为A、B两点的电势差，也称电压。用UAB来表示。则 电荷由A移到B的电场力做功即可表示为： 1、静电力对电荷做的功等于电荷与两点间电势差的乘积 一、电势差与静电力做功 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 一个电子在电势差为1V的两点间移动时，电场力做的功是 eV称电子伏特，也是国际上常用的能量单位。 一、电势差与静电力做功 2、电子伏特 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 若将质子更改为电子，则静电力做的功。 如图 2-10 所示，一个质子以一定初速度水平射入一个由两块带电的平行金属板组成的区域。 两板间的电势差U= 3.0 ×105 V，电荷量q=1.60×10-19C。求质子从正极板运动到负极板时静电力做的功。 讨论 如图2-11所示，在电场中一个电荷量为-6×lO-6 C的电荷从A点移到B点，静电力做功为3×lO-5 J。 求A、B两点间的电势差。 根据静电力做功与电势差的关系还可计算电场中两点间的电势差。 匀强电场中，A、B两点的距离为d。电荷由A移到B电场力做的功 若A、B两点的电势差为UAB，则电荷由A移到B电场力做的功 因此 或 二、匀强电场中电场强度与电势差的关系 1、匀强电场中，电场强度的大小等于两点间电势差与这两点沿电场强度方向的距离之比。 2、电场强度的另一个单位： 3、电场中两点的电势差等于电场强度与沿电场方向这两点距离的乘积 如图 2-13 所示，两块金属板之间的电场为匀强电场，两板间的电压U=3×103 V，两板间距离 d = 20cm。质子质量m=1.67 × 10-27 kg , 电荷量q = 1.60 ×10-19 C，取重力加速度 g = 10 m/s2 。 ( 1 ) 求匀强电场的电场强度大小。 ( 2 ) 比较质子在电场中A点受到的静电力和重力的大小，可得出什么结论? 解 设电场强度为 E，质子在电场中受到的静电力为 F，重力为 G。 (1) 匀强电场的电场强度 (2) 质子受到的静电力 (3) 质子受到的重力 说明：微观粒子在电场中受到的静电力比重力大得多，所以在分析微观粒子在电场中的运动时重力通常可忽略不计。在具体问题中，是否忽略带电微粒的重力要根据实际情况确定。 若一匀强电场的场强为1.0×104 V/m，在平行于电场的平面上画半径为 10 cm 的圆，在圆周上取三点A、B、C ，如图 2-14 所示。请分别计算A、B间和B、 C间的电势差。 根据电势差与电场强度的关系，可由电势差确定匀强电场的电场强度，也可由电场强度确定电势差。 解 作业 P48 1、2、3、4 $