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

第十章 静电场中的能量 第3节 电势差与电场强度的关系 + - 电场强度大处等势面密，电场强度小处等势面疏，这是为什么呢？ 电场力F 电场强度E 点电荷电场 电场力做功W W=Flcosθ 电势能Ep 电势 WAB = EpA - EpB WA0 = EpA 电势差UAB E = k ？ E A + B q d 电势差与电场强度的关系推导： = qEdAB WAB = qUAB ⸫ UAB = EdAB 或 E =UAB/dAB WAB = FdAB F 若不沿电场方向 取点，还成立吗？ 电场力F 电场强度E 点电荷电场 电场力做功W W=Flcosθ 电势能Ep 电势 WAB = EpA - EpB WA0 = EpA 电势差UAB E = k ？ 电势差与电场强度的关系推导： = qEdAB WAC = qUAC UAB = EdAB 或 E =UAB/dAB WAC = Flcosθ F E A + B q d C l ) θ = FdAB ⸫ = q(A - C) = q(A - B) = qUAB 非匀强电场成立吗？ 电势差与电场强度的关系: （适用于匀强电场） 电场强度的另一个单位： 伏/米（V/m） 电场强度数值 = 如何证明： 1V/m = 1N/C 沿电场线方向的距离！ 或 N/C 思考1：计算时代入正负号吗？ UAB = EdAB 或 E =UAB/dAB UAB = EdAB 通常取正值 沿电场方向每单位距离上降低的电势差 电场力F 电场强度E 点电荷电场 电场力做功W W=Flcosθ 电势能Ep 电势 WAB = EpA - EpB WA0 = EpA 电势差UAB E = k UAB = EdAB 电势差与电场强度的关系: （适用于匀强电场） 电场强度的另一个单位： 伏/米（V/m） 电场强度数值 = 或 N/C UAB = EdAB 或 E =UAB/dAB 沿电场方向每单位距离上降低的电势差 例1. 在相距为d=10cm的带有等量异种电荷的水平放置的平行板间，有相距L=10cm的AB两点，其连线与板面成30o角，B距下极板l=2cm。已知比荷为10-2C/kg的带电粒子恰能静止在两板间的某点。则： （1）AB两点间的电势差？ - - - - - - - - - + + + + + + + + A B L=10cm （3）将质子从B移至O点，电场力做功多少？ （4） UBA、UCA、UDA相等吗？哪条路线电势降低的最快？ 50V 1.28×10-17J （2）如果上板接地，A点的电势值多少？ 30V O C D 沿电场线方向的距离！ E A C B D 结论：在匀强电场中，沿电场线方向电势降低的最快！ 即沿不同方向移动相同路程时，沿电场线方向电势降的最多 思考：哪条路线电势降低的最快？ 思考3：点电荷周围等势面的分布，人们习惯让两个相邻的等势面间电势差相等， 为什么间距不相等？ A B C 思考2：匀强电场中，沿电场线方向任意相等距离的电势差相等吗？ U = Ed U = E d E A B d C d UAB = UBC + UAB = UBC 思考4：电场强度大的的地方电势是否一定高？ + A B - C D 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5：电场强度为零的点电势一定为零吗？ 结论2：E为零处，φ不一定为零；φ为零处E不一定为零 电场强度E与电势无直接关系！ O O 对O点： 对O点： E = 0， φ ≠ 0 φ = 0 E ≠ 0， 巩固与练习 例1. 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φA=15V， φB=3V， φC=-3V，求D点的电势φD？ A B C D E a • c • b • d • e • g • f • ①等势面一定与电场线垂直！ ②匀强电场的等势面互相平行！ ③电势差相等的面间距相等！ 15V 3V -3V 3V • 9V • 9V 巩固与练习 例2. 如图所示，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一个2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给金属板加200V直流电压。 （1）求带电粒子所受的静电力的大小。 4×10-1