10.3.1 电势差与电场强度的关系 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

§10.31 电势差与电场强度的关系 第十章 静电场中的能量 1 课前练. [例4] (多选)如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种电荷，a、b、c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于a等势线上，f点位于c等势线上，df平行于MN.以下说法正确的是( ) A．d点的电势高于f点的电势 B．d点的电势与e点的电势相等 C．若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点， 则静电力先做正功、后做负功 D．若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点， 则试探电荷的电势能增加 系统集成 第42页 AB 一、电势差 1. 定义式：UAB= A－B 2. 标量: 它的正负表示两点电势的高低 3. 无相对性: 电势差与零电势点的选取无关 4. 静电力做功与电势差的关系 (1) 注意下标对应 (2) WAB、UAB、q均将正负带入 二、等势面 三. 几种常见的等势面 (2) 在同一个等势面上移动电荷时, 静电力不做功 (1) 电场线跟等势面垂直, 并且由电势高的等势面指向电势低的等势面 (3) 两个等势面一定不相交 科学思维——类比思想 知识回顾: 电势差 等量异种点电荷 等量同种点电荷（正电荷） 等势面  等高线 三. 几种常见的等势面 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。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？ 一、匀强电场电势差与电场强度的关系 课堂探究一: (1)如图, 匀强电场的场强为E , 电荷 q 从 A点移动到 B 点, A、B两点连线与电场线平行, 相距为d , 电势差为UAB , 请推导电势差与电场强度的关系? UAB＝Ed (2)在上面的讨论中, 如果A、B两点不在同一条电场线上, 还能得出以上结论吗？请尝试进行论证。 (其中AB相距为l , AB间距离沿电场线方向投影为d ) (1). 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 (2). 适用条件：匀强电场 (3). d 为沿电场方向的距离 一、匀强电场电势差与电场强度的关系 1. UAB＝Ed 一、匀强电场电势差与电场强度的关系 2. E = (1). 电场强度在数值上等于沿电场方向 单位距离上降低的电势 (2). 单位：伏每米(V/m) , 1V/m=1N/C 如图, 虚线为等势线, B、C、D三点位于同一等势线上, A、B两点连线与电场线平行。电势沿AB、AC、AD三条线哪一个降落最快？ (3). 电场强度的方向就是电势降低最快的方向 (沿电场方向电势降落最快) (1). 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 (2). 适用条件：匀强电场 (3). d 为沿电场方向的距离 一、匀强电场电势差与电场强度的关系 1. UAB＝Ed 2. E = (1). 电场强度在数值上等于沿电场方向 单位距离上降低的电势 (2). 单位：伏每米(V/m) , 1V/m=1N/C 思考：计算时带符号吗？ (3). 电场强度的方向就是电势降低最快的方向 (沿电场线方向电势降落最快) (1). 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 (2). 适用条件：匀强电场 (3). d 为沿电场方向的距离 一、匀强电场电势差与电场强度的关系 1. UAB＝Ed 2. E = (1). 电场强度在数值上等于沿电场方向 单位距离上降低的电势 (2). 单位：伏每米(V/m) , 1V/m=1N/C (3). 电场强度的方向就是电势降低最快的方向 (沿电场线方向电势降落最快) 3. 运算不带正负号, 求出结果后再分析正负 例题. 如图，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，给两金属板加200V直流电压。 (1). 求带电粒子所受的静电力的大小。 (2). 求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。 (3). 如果两金属板距离增大为原来的2倍，其他条件不变，则上述问题 ⑴⑵的答案又如何? 4×10-11 N，40 m/s 2×10-11 N，40 m/s 思考与讨论: 上述例题中, M、N是两块平行金属板, 两板间的电场是匀强电场。如果 M、N是其他形状, 中间的电场不再均匀, 例题中的三个问题还有确定答案吗？为什么? 3．如图是某初中地理教科书中的等高线图（图中数字的单位是米）。小