2.3 电势差与电场强度的关系 课件-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

2019鲁科版必修三 第二章电势能与电势差 第3节 电势差与电场强度的关系 类比高度和高度差的关系，在电场中，选择不同的位置作为零电势点，电场中同一点的电势是不同的，但电场中两点间电势的差值不会变。电势的差值又有什么意义呢？ 1.电势差：电场中两点间电势的差值 1.电势差与电势 注：①电势差具有绝对性，与参考点的选取无关 ②电势差是标量，但是有正负。电势差的正 负表示始末位置电势的高点关系：如果电势差为正，则表示起点电势高于终点，反之亦然。 梳理深化： 设A、B两点的电势分别为，则 = = = WAB=q UAB 　　　　　 　 结论：电荷 q 在电场中 A、B 两点间移动的过程中，静电力做的功 WAB 等于 q 的电荷量和这两点间电势差 UAB 的乘积。 1.电势差与匀强电场的关系 思考与交流： 如图表示，某一匀强电场的等势面和电场线。沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距离为d，电势差为U，场强为E。则电场力所做的功： 从力的角度： Ｗ= 　 　　　　　　　 ① 从能的角度： Ｗ= 　　　　　 ② 由 ① ② 两式得: E= 结论：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场线的方向的距离之比。 _______ 2.匀强电场中电场强度与电势差的关系 交流讨论： 电场中两点间的电势差一定等于场强和这两点间距离的乘积，对吗？ 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．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________________的比值。 2．电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿________方向每单位距离上降低的____。 3．电场强度的另一个单位：由E＝可导出电场强度的另一个单位，即________，符号为______。1 ______＝1 N/C。 梳理深化： 匀强电场中，沿电场线方向任意相等距离上的电势差相等吗？ 结论1：匀强电场中，沿电场线方向相等距离上两点间电势差相等。 匀强电场中，不沿电场线，同一直线上任意相等距离上的电势差相等吗？ 结论2：匀强电场中，不沿电场线，同一直线上相等距离上两点间电势差相等。 如图，在匀强电场中，若AB//CD且AB=CD，那么AB、CD间的电势差相等吗？ 结论3：在匀强电场中，平行且相等的相等距离上两点间电势差相等。 例1、关于匀强电场中的场强和电势差的关系，下列说法正确的是(　　) A．电场强度越大，则任意两点间的电势差也越大 B．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 C．沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等 D．场强与电势处处相同 典型例题 例2、如图所示，是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2 cm，则电场强度为多少？到A点距离为1.5 cm的P点电势为多少？ 典型例题 如何判断场强方向？ 例3、如图所示，匀强电场电场线与AC平行，把1×10－8 C的负电荷从A点移到B点，电场力做功6×10－8 J，AB长6 cm。AB与AC成60°角。求： (1)场强方向； (2)设B处电势为1 V，则A处电势为多少？ 电子在A处的电势能为多少？ 典型例题 例4、如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中实线表示电场线，虚线表示等势面过a、b两点的等势面电势分别为φa=5V，φC=3V那么a、c连线的中点B的电势φb为( ) A.φb=4V B.φb>4V C.φb<4v D.上述情况都有可能 例5、如图所示，匀强电场场强为1×103 N/C，ab＝dc＝4 cm，bc＝ad＝3 cm，则下述计算结果正确的是(　 　) A．ab之间的电势差为4000 V B．ac之间的电势差为50 V C．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，静电力做功为零 D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，静电力做功都是－0.25J 例6、如图所示，A、B两平行金属板间的匀强电场的场强E＝2×105 V/m，方向如图所示．电场中a、b两点相距10 cm，a、b连线与电场线成60°角，a点距A板2 cm，b点距B板3 cm，求： (1)电势差UAa，Uab和UAB； (2)用外力F把电荷量为1×10－7 C的正电荷由b点匀速移动到a点，那么外力F做的功是多