10.3 电势差与电场强度的关系 课件-2022-2023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 知识清单 要点概述 快做笔记！ 知识点: 1、对U=Ed的理解及应用 2、匀强电场中U=Ed的两个推论 3、等分法求解电场强度 5、根据图像分析电场问题 （φ-χ图像和E-χ图像） 图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的——等差等势线。 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。 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？ 电场线是描述电场强度的，等势线是描述电势的，电场线和等势线的疏密存在对应关系，表明电场强度和电势之间存在一定的联系。 对U=Ed的理解及应用 问题1：电场强度大的地方电势是否一定高呢？反之又如何呢？ 电势与电场强度之间有什么关系呢？ E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小) 如图是一匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d，现将一个电量为q的正电荷由A移到B，你可以用几种方法计算电场力所做的功？ 方法一：从力的角度： 方法二：从能的角度： 则有： A B d q E （d为A、B两点沿场强方向上的距离） 如图是一匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d，现将一个电量为q的电荷由A移到B，你可以用几种方法计算电场力所做的功？ 方法一：从力的角度： 方法二：从能的角度： 则有： （d为A、B两点沿场强方向上的距离） E θ A B q d l UAB = E dAB 文字描述：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线方向的距离的乘积。 匀强电场的场强 两点间的电势差 沿电场线方向的距离 表达式： 适用范围：只适用于匀强电场，对于非匀强电场，可做定性判断。 伏每米（V/m） 1V/m=1N/C 典例：.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 9 2．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 =10V， φb =30V，则a、b连线的中点c的电势应为（　　） A． φc =20V B． φc <20V C． φc >20V D．无法判断φc的高低 C 【详解】 因为bc=ca，但是bc段的场强小于ca段的场强，所以bc之间的电势差应小于ca之间的电势差，所以c点的电势φc >20V 如图甲所示，等差等势面的间距随电场强度的减小而增大。再如图乙所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离ab＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故Uab＜Ubc [答案]　D 12 1. 如图 , a、b、c、d、e 五个点在一直线上 , b、c 两点间的距离等于d、e 两点的距离。在a 点固定放置一个点电荷 , 带电荷量为 +Q ,已知在+Q 的电场中b、c 两点间的电势差为U。将另一个点电荷+q 从d 点移到e 点的过程中( ) A. 电场力做功qU B.克 服电场力做功qU C. 电场力做功大于qU D. 电场力做功小于qU D a e d c b (2020·黑龙江省双鸭山市一中高二上学期月考)如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10－7 J。求： (1)匀强电场的电场强度E。 (2)电荷从b移到c，电场力做的功W2。 (3)a、c两点间的电势差Uac。 典例剖析 典例 1 答案：(1)60 V/m　(2)1.44×10－7 J　(3)6.6 V 匀强电场中U=Ed的两个推论 2．在匀强电场中，长度相等且相互平行的两线段端点间的电势差相等 如图乙所示，则UAB＝UDC(或φA－φB＝φD－φC)，同理可知：UAD＝UBC。 快做笔记！ 例2. 如图，在匀强电场中的 M、N 两点距离为 2 cm，两点间的电势差为 5 V , M、N 连线与场强方向成 60°角，则此电场的电场强度多大？若Ｏ点为 M、N 连线的中点,则 MO 两点的电势差 UMO 多大？ N′ 60° E M N     O 如图所示，ABCD是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别是φA＝15 V，φB＝3 V，φC＝－3 V，由此可以推断D点电势φD是多少伏？ 解析：由匀强电场的特点知，在