10.3 电势差与电场强度的关系 课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.

第十章 静电场中的能量 第3节 电势差与电场强度的关系 . . . 学习目标 2、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系:U=Ed或E= 1、知道电场强度另一个单位“伏每米”的物理意义 3、会推导U=Ed,并能应用关系式U=Ed分析实际问题 4、会用等分法确定等势面和电场线的 . . . 等势面 电场的两大性质: 电场 电场线 知识回顾 . . . 1、电场强度大的地方电势是否一定高?反之又如何呢? 大 不一定高; 高 不一定大 A C D B 思考与讨论 . . . 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?反之又如何呢? O 对点: 对点: 为0 ,不一定为0; 为0, 不一定为0 O 问题:电势与电场强度到底存在什么样的关系呢? . . . 例:如图所示 , 在匀强电场中, 把电荷 q 从 A 移到 B ,电场力做功 根据电势差定义,AB 两点间的电势差为 为 A、B 沿场强方向上的距离 , 用 d 表示 得 让我们回顾下电场力做功的特点 . . . 一、电势差与电场强度的关系 1.匀强电场中任意两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场方向的距离的乘积。 2. 说明: (1)只适用于匀强电场定量计算,对于非匀强电场,可做定性判断对于等差等势面来说,E越大,d越小,即等差等势面越密集。 (2)d 为沿场强方向的距离。 U = Ed . . . 1. 这个式子表示在匀强电场中,场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。 2. 由此式可推出 E 的单位为 V/m (1 V/m=1 N/C )。 3. 在匀强电场中,沿任意一个方向上,电势降落都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间的电势差相等。 4. 在匀强电场中,相互平行的相等的线段两端点电势差相等。 理解应用:当线段与场强平行时,由U=Ed可知, d相等,U相同;当线段与场强不平行时, 只要沿场强方向投影的长度相等,U相同. 如图1-5-4所示,▱ABCD中,UAB=UDC,UBC=UAD. 电势差(取绝对值) 场线方向的距离 拓展 . . . (二)方向关系: ①场强的方向就是电势降低最快的方向 ②电场线与等势面垂直 思考与讨论:如图,A到B、A到C、A到D电势都在 降低,沿哪个方向降低最快? . . . 例1、下列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是( ) A.在相同距离上的两点,电势差大的其场强也必定大 B.场强在数值上等于每单位距离上的电势降落 C.沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相同 D.电势降落的方向必定是场强方向 C 二、典例分析 . . . 【例题2】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UA=15V,UB=3V,UC=-3V,由此可得:D点的电势UD= V. 【答案】 UD=9V. 变化.若Φc=-6v,其它条件不变,则ΦD=_V. . . . 例3.在匀强电场中,将一电荷量为2×10-5 C的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1 J,已知A、B两点间距为2 cm,两点连线与电场方向成60°角如图所示.则: (1)、在电荷由A移到B的过程中,电场力做了多少功? (2)、A、B两点间的电势差为多少? (3)、该匀强电场的电场强度为多大? . . . 答案:(1)-0.1 J (2)5×103 V (3)5×105 V/m . . . 例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=-50 V,φb=-20 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 . . . 例5、在一个匀强电场中有A、B、C三点,AB长为5cm,AC为3cm,BC为4cm,如图所示,电场强度方向平行于纸面,电子在电场力作用下由C运动到A,动能减少120eV,质子在电场力作用下由C运动至B,动能增加120eV,求该匀强电场的大小和方向。 B A C 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 . . . 如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为 A.200 V/m B.200 V/m C.100 V/m D.100 V/m 【例6】 分析 √ C(3,0) 3 V E d 300 d=1.5 cm.则 =200 V/m . . . 如何确定匀强电场中的电场线 1.先确定等势线,根据“两点确定一条直线”,找出电场中电势相等的两个点,然后连接成一条等势线;因匀强电场的电势在一条直线上均匀变化,任一线段中点的电势为两端点电势的平均值. 2.电场线跟等势线一定垂直,