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

电势差与电场强度的关系 第十章 静电场 第三节 电场力 电场强度 电 势 差 电 势 电 势 能 电场力的功 上饶中学物理组陈满书 一.电势与电场强度的关系 正电荷电场: E大的地方，φ高 结论1:E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小)。 Q1:电场强度大的地方，电势是否一定大？反之又如何？ 负电荷电场: E大的地方，φ低 上饶中学物理组陈满书 （若规定无穷远处为零电势点 ） .O 对O点：E=0，φ ≠0 .O 对O点：φ =0，E ≠0 结论2:E为0处,φ不一定为零;φ为0处，E不一定为零。 结论：电场强度E与电势φ无直接关系。 一.电势与电场强度的关系 Q2:电场强度为0的地方，电势是否一定为0？反之又如何？ 上饶中学物理组陈满书 结论1:在电场中场强方向是电势降低最快的方向。 二.电势差与电场强度的关系 Q2：如何求把试探电荷q从A移到C电场力做的功？ 静电力做功： 匀强电场： Q1：A到B，从A到C，从A到D电势都是降低，沿哪个方向电势降低最快？ 上饶中学物理组陈满书 静电力做功： 恒力做功： 二.电势差与电场强度的关系 Q3：在匀强电场中，任意两点的电势差与电场强度是什么关系？ 结论2:在匀强电场中，任意两点的电势差等于场强与这两点沿场强方向的距离的乘积。 上饶中学物理组陈满书 二.电势差与电场强度的关系 适用条件：只适用于匀强电场中的计算。 因电场强度E为矢量，该公式应代入绝对值计算。 公式中d为任意两点所在等势面的垂直距离。 在UAB=Ed中，如果令φB=0则有： UAB=φA-φB=φA 上饶中学物理组陈满书 二.电势差与电场强度的关系 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。 电场强度E的一个单位： V/m 物理意义 描述沿电场线方向电势降落的快慢 上饶中学物理组陈满书 物理含义 适用范围 电场强度的定义式 真空中点电荷场强的决定式 匀强电场中场强的定义式（度量式） 适用于一切电场 在真空中，场源电荷Q是点电荷 匀强电场 表达式 电场强度三个公式的比较 上饶中学物理组陈满书 例题：如图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是(　　) A．竖直向下，E＝100 V/m B．水平向左，E＝100 V/m C．水平向左，E＝200 V/m D．水平向右，E＝200 V/m B 上饶中学物理组陈满书 例题：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2cm，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？ 上饶中学物理组陈满书 非匀强电场中U与E的关系 例题：如图所示为某一电场的电场线与等势面。已知 φa=5V，φc=3V，ab=bc，则（ ） A.φb=4V B.φb＞4V C.φb＜4V D.无法确定 非匀强电场中，不可用U=Ed做计算，但可以定性判断。 各相邻等势面的电势差一定时，E越大，d越小， 即电场线越密处等差等势面也越密。 C 上饶中学物理组陈满书 E＝U/d的一个重要推论 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。 Q：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的 电势差有何关系？ 在匀强电场中，平行四边形ABCD中，相互平行的线段的端点间电势差相等。 UAB＝UDC，UBC＝UAD. 上饶中学物理组陈满书 例题：如图所示是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离为2 cm，A和P点间的距离为1.5 cm，则该电场的场强E和P点的电势φP分别为多大？ 上饶中学物理组陈满书 利用等分法计算匀强电场中的电势 已知：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。 如果把某两点间的距离分为n段，则每段两端点的电势差等于原电势差的1/n倍。 U 上饶中学物理组陈满书 例题：如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一个正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA = 15V，φB = 3V，φC = −3V，试求出D点的电势φD ，并绘出匀强电场的电场线。 A B C D 15V 3V ?V -3V 3V 9V 上饶中学物理组陈满书 例题：图中A、B、C为匀强电场中的三点，已知φA=12V，φB=6V，φC