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

10.3 电势差与电场强度的关系 E A Ｂ C D 电场的两大性质： ①力的性质 ②能的性质 电势能还与试探电荷有关 电场力 电场强度 电势差 电势 电势能 电场力做的功 电场力做功与路径无关 有了电势差，就可以换个角度重新认识电场力的功 有了电势差，我们也可以换个角度重新认识电场强度 1、电场强度大的的地方电势一定高，反之一定低（ ） 思考与讨论： A B C D 结论1: E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小) EA>EB ,φA>φB EC>ED ,φC<φD 思考与讨论： 2、电场强度为0的点电势一定为0，反之场强一定为0 （ ） O点：E=0，φ ≠0 O点：φ =0，E ≠0 结论2: E为零处,φ不一定为零;φ为零处E不一定为零 o o 可见场强 E与电势φ没有直接关系，场强E和电势差U有关系吗？ 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。图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的。 为什么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。 电场强度 电势差 如图所示的一个匀强电场，电场强度大小为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。现将一个电荷量为q的电荷由A移到B。 (1)从力和位移的角度计算静电力所做的功；通过A、B间的电势差计算静电力做的功。 (2)比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系。 (3)B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？ (1)WAB＝Fd＝qEd　WAB＝qUAB (2)UAB＝Ed　(3)UAC＝Ed 沿电场强度方向，说明什么？ 一、电势差与电场强度的关系 或 1.公式： 2.U=Ed意义：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。 E=U/d意义：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。 3.电场强度单位：伏每米（V/m） 1V/m=1N/C 4.电场强度E的方向是电势降低最快的方向。 E A N P M 例题1、关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是（　　） A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 B．沿电场线方向上，相同距离上电势降落一定相等 C．电势降落的方向一定是电场强度的方向 D．电势降落最快的方向不一定是电场强度的方向 B 跟踪训练：电鳗能产生足以将人击昏的电流，放电输出的电压可达300V~800V，若电鳗的头尾相当于两个电极，它在水中所产生电场（视为匀强电场）的电场强度大小为400V/m，则身长为1m的电鳗在放电时产生的瞬间电压可达（　　） A．700V B．600V C．500V D．400V D C 例题2、如图所示，P、Q两金属板间的电势差为100V，板间存在匀强电场，方向水平向右，板间的距离为10cm，在两板间距Q板6cm的A点有一电荷量为0.01C的正点电荷，已知Q板接地，下列说法正确的是（　　)A．P板的电势为-100V B．板间的电场强度大小为10V/m C．点电荷的电势能为0.6J D．若点电荷从A点运动到Q板，静电力做的功为-60J U=Ed也适用于非匀强电场。 例如点电荷激发的电场，它的电场强度是变化的，如何计算或比较电势差呢？ 在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题． 二、非匀强电场 (1)在非匀强电场中，公式U＝Ed中的E可理解为距离为d的两点间电场强度的平均值． (2)当电势差U一定时，场强E越大，则沿场强方向的距离d越小，即场强越大，等差等势面越密． (3)距离相等的两点间的电势差：E越大，U越大；E越小，U越小． 例题3、如图所示，为某点电荷周围的部分未标明方向的电场线和等势面分布图，已知φa=10V，φc=30V,b为a、c连线中点，则（　　）A．该点电荷一定是正电荷 B．Uab=10V C. φb>30V D. φb<30V C 跟踪训练：（1）某一电场的电场线和等势面如图甲所示，已知φa=5 V，φc=3 V，ab=bc，则（______） A．φb=4 V B．φb>4 V C．φb＜4 V D．上述情况都有可能 （2）若电场线和等势面如图乙所示，其他条件不变，则答案为（1）中的（______） A C 区别公式 物理含义 适用范围 说明 电场强度大小的定义式 一切电场 q为试探电荷的电荷量 真空中点电荷场强的决定式 真空中，场源电荷Q是点电荷 Q为场源电荷的电荷量 匀强电场中场强的决定式 匀强电场 d为沿电场方向的距离 电场强度的三个表达式的比较 $