10.3 电势差与电场强度的关系-【物理优课PPT】高中物理必修第三册同步PPT课件（人教版2019）

课标定位 1.掌握电势差与电场强度的关系和适用条件; 2.会用关系式 U＝Ed 处理匀强电场问题; 3.知道电场强度的另一种求法，理解电场强度的另一个单位“伏(特)每米”的意义。 素养阐释 1.物理观念：电场强度、电势、电势差; 2.科学思维：探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系，体验探究的曲折和乐趣；引入“跨步电压” 问题，增强学生的实践意识。 关系图 电场力 电场强度 电势差 电势 电势能 电场力的功 关系 电场力做功与路径无关 试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关 φ＝Ep /q 和重力与重力势能类比 WAB＝EpA－EpB 电场力的功 电 势 能 电 势 电场力做功与路径无关 电 势 差 电场强度 电 场 力 电场中两点电势之差叫电势差 UAB＝φA－φB E 数值等于沿场强方向单位距离的电势差 U＝Ed 试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关 E＝F / q 问题与思考 如果只画出带电体空间分布的电场线和等势面的剖面图，等势面就成了等势线。图中每相邻的两条等势线之间的电势差是相等的。电场线密的地方等势线也密，电场线稀疏的地方等势线也稀疏。这是为什么呢？ 电场线密的地方等势线也密 电场线稀疏的地方等势线也稀疏 为什呢？ 问题与思考 探究1：场强度大的的地方电势是否一定高？反之又如何？ A B C D EA>EB ,φA>φB EC>ED ,φC<φD 结论1: E大处 φ 不一定高(低)；φ 高处 E 不一定大(小) 问题与思考 o 探究2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之如何呢？ O点：E=0，φ ≠0 O点：φ =0，E ≠0 取无穷远处为零电势点 场强E 与 φ 无直接关系 结论2: E 为零处, φ 不一定为零; φ 为零处E不一定为零 两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 问题与思考 探究3：若沿场强方向移动电荷 由 ① ② 两式得: UAB = EdAB 　 E A B q F d + 从力的角度： Ｗ= Fd = qEdAB ① 从能的角度： Ｗ= qUAB ② 正确吗 问题与思考 探究4：若不沿场强方向移动电荷 M E A B θ + + q F d L UAB = E d 结论：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。 电场强度与电势差的关系 3.单位：伏每米（V/m） 1V/m=1N/C 1.定义：在匀强电场中电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。 或 2.公式： [ 重点诠释 ] 对 U=Ed 的几点说明 (2) 公式中的“d”指电场中两点沿电场方向的距离，如果电场中两点不沿电场强度方向, d 的取值应为两点连线在电场强度方向的投影，或为两点所在等势面间的垂直距离。 (1) 公式UAB = Ed只适用于匀强电场的定量计算；因为在非匀强电场中，电荷从 A 移至 B 的过程中，受的电场力为变力，w电场不能用Fs计算。 电场强度与电势差的关系 （3）在应用时，我们更多地把公式UAB=Ed简化为U=Ed，即我们只是把两点间的电势差大小、电场强度大小通过公式联系起来，至于电势差的正负、电场强度的方向我们根据题意另作判断，这样处理可以避免引起不必要的混淆。 (4) 在非匀强电场中，E 和 U 也有一定的关系，但不像在匀强电场中的关系式那么简单，虽然公式UAB=Ed只适用于匀强电场的定量计算，但对一些非匀强电场的问题，也可以运用公式进行定性的判断。 电场强度与电势差的关系 该公式仅适用于匀强电场，对一般电场，把公式中的E理解成平均场强，也可由公式进行定性判断，如在非匀强电场中，对于等差等势面(各相邻等势面的电势差相等)，那么E越大，d越小，即电场线越密的地方等势面越密。 电场强度与电势差的关系 (5) 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。 (6) UAB=UCD 在匀强电场中，相互平行的相等的线段两端点电势差相等。 电场强度与电势差的关系 4.说明： （1）由 表明，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。 E A N P M （2）电场强度 E 的方向是电势降低最快的方向。 电场强度与电势差的关系 【典型例题】 在电场强度为 600 N/C的匀强电场中，A、B 两点相距5 cm，当A、B 两点连线沿着电场方向时，A、B 两点的电势差是________ V；当A、B 两点连线与电场方向成60°角时，A、B 两点的电势差是________V；当A、B 两点连线与电场方向垂直时，A、B 两点的电势差是_______V。 30 15 0 电场强度与电势差的关系