10.3电势差与电场强度的关系（课件）-2022-2023学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

10.3 电势差与电场强度的关系 一、电势差与电场强度的关系 如图所示,在匀强电场E中,把正电荷q从A移到B,请通过分析电场力做功，找出AB两点间的电势差的绝对值U与电场强度E的关系。 d A B E 从力的角度： Ｗ= Fd = qEd ① 从能的角度： Ｗ= qU ② 由 ① ② 两式得: U = Ed 　 问题一、若沿场强方向移动电荷 匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场线方向距离的乘积! A B E C θ L 问题二、若不沿场强方向移动电荷？ Ｗ= FLcosθ = qEd ① d Ｗ= qU ② 由 ① ② 两式得: U = Ed 　 一、电势差与电场强度的关系 1、匀强电场中两点间的电势差的绝对值等于场强与这两点间沿电场力方向距离的乘积。 3、d：沿场强方向的距离 。若电场中两点不沿电场线，d取值应为在电场方向的投影，或等势面间的距离。 4、只适用于匀强电场 一、电势差与电场强度的关系 2、公式： 问题三：对于非匀强电场，如何判断UAB、UBC的大小关系？ 一、电势差与电场强度的关系 二、电场强度E的另一种表达式 1、公式： A B E C θ 2、单位： 1 V/m=1 N/C 3、上式不是U=Ed简单的变形，这一变形有丰富的物理内涵。物理意义是在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与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单位距离上降低的电势。 思考： (1)沿AB、 AC 两个方向，哪个电势降落的快？ A B E C θ (2)为什么等差等势面越密电场强度越大？ 场强E的方向是电势降落最快的方向。 二、电场强度E的另一种表达式 三、电场强度表达式的比较 物理意义 适用范围 是电场强度大小的定义式 是真空中点电荷场强的决定式 是匀强电场中场强的计算式 适用于一切电场 在真空中,场电荷Q是点电荷 匀强电场 公式 区别 思考与讨论： 1、如图，在匀强电场中，AB=BC=CD,试判断UAB、UBC、UCD的大小关系。 结论1：在匀强电场中，同一直线上相同间距的两点间的电势差相等。 2、如图，在匀强电场中AB与CD平行且相等，试判断UAB、UCD的大小关系。 若 求 结论2：在匀强电场中，相互平行的相等的线段两端点电势差相等． 1．下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法正确的是（　　） A．任意两点的电势差，等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积 B．沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等 C．在相同距离上，电场强度大的两点间电势差也必定大 D．电势降低的方向，必定是电场强度的方向 AB 2．某匀强电场的等势面分布如图所示，已知相邻等势面的间距均为1cm，则以下说法中正确的是（　　） A．电场强度的方向竖直向下 B．电场强度的方向竖直向上 C．电场强度的大小为E=1V/m D．电场强度的大小为E=100V/m D 3．如图所示，匀强电场的场强E=3×105V/m，A、B两点相距0.2m，两点连线与电场的夹角是60°，下列说法正确的是（　　） A．电荷量+2×10-4C的电荷从A点运动到B点电势能增大6J B．电荷量-2×10-4C的电荷从A点运动到B点电场力做功为-6J C．若取A点的电势为0，则B点的电势φB=3×104V D．A、B两点间的电势差是UAB=6×104V B 4．如图所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5 cm，电势差为25 V，在电场中P点固定放置电量为5×10-9C的负点电荷，此时电场中有一点电场为零，此点在P点的（　　） A．上方30 cm处 B．下方30 cm处 C．上方25 cm处 D．下方25 cm处 B 4．如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为φa=20 V，φb=50 V，则a、b连线的中点c的电势φc应为（　　） A．φc=35 V B．φc>35 V C．φc＜35 V D．无法判断φc的 B 6．如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MN=NQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则（　　） A．a一定带正电，b一定带负电 B．a加速度减小，b加速度增大 C．MN电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ| D．a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小 B 7．下列图中，A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势φA＝10V，φB＝2V，φC＝6V，A、B、C三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是（　　） D