10.3 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

人教版高一必修三 第十章 静电场中的能量 10.3 电势差与电场强度的关系 复习导入：电场力做功与电势差有何关系？电场力做功与场强有何关系？ 电场力F=Eq 移动电荷q做功 电场强度E 电势φ 电势差UAB＝φA－φB 电势的变化 WAB＝qUAB ? 电场强度与电势差 A B d + 电荷从A移动到B，静电力做功 用电势差求静电力做功 式中d为沿着电场线方向的距离 + 若电荷移动的方向与电场线不在一条直线上，还能得出同样结果吗？ 电荷从A移动到B， 静电力做功 A B d l α 电势差与电场强度的关系 在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间电势差与两点沿电场强度方向的距离之比 描述电场力的性质 描述电场能的性质 此式从匀强电场中得出，但也可以在匀强电场中定性判断 议一议：为何电场线密的地方等势线也较密？ 两相邻等势线间U相同，E越大，相邻等势线间距离d越小。 沿电场线方向的距离 一、电势差与电场强度的关系 或 1.关系式: 在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积。 在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值，也就是说电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。 2.对𝑼 = 𝑬𝒅和几点说明： (1)只适用匀强电场,对于非匀强电场，可做定性判断。 (2)是沿场强方向的两点间的距离。 (3)单位关系：1N/C = 1V/m 。 问题: 沿AB、AC、AD三个方向，哪个电势降落得快？ A B d q E C L 3、场强E的方向是电势降落最快的方向 D 单位长度内沿哪个方向电势降得多？ (适用所有电场) 典例精析 例.如图，真空中平行金属板M、N之间的距离为0.04m，有一的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量，给两金属板加直流电压。 （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（1）（2）的答案又如何？ 解： （1） 典例精析 （2）静电力远大于重力2×10-14N，因此重力可忽略不计。 ① ② 联立解得： ③ ④ 联立解得： 解： （3） 典例精析 静电力远大于重力2×10-14N，因此重力可忽略不计。 ⑤ ⑥ 联立解得： ⑦ ⑧ 联立解得： 知识讲解 点电荷周围等势面分布间距不相等 A B C WAB=FABlAB=qUAB WBC=FBClBC=qUBC FAB< FBC UAB= UBC lAB> lBC F指平均值 拓展1 11 知识讲解 匀强电场中，沿电场线方向电势均匀降低 WAB=FABlAB=qUAB WBC=FBClBC=qUBC FAB= FBC UAB= UBC A B C AC连线的中点B的电势与A、C两点的电势的关系。 拓展2 更多模板亮... text has been truncated due to evaluation version limitation. 12 知识讲解 拓展3 E ① 在匀强电场中任意一条直线上， 任意相等距离的两点间的电势差相等。 A Ｂ C AB=BC=L,可得UAB = UBC θ E A Ｂ C D AB//CD且AB=CD=L,可得UAB= UCD ②在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。 更多模板亮... text has been truncated due to evaluation version limitation. 13 1.如图所示，A、B、C是匀强电场中的等腰直角三角形的三个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15 V，φB＝3 V，φC＝－3 V，试确定场强的方向，并画出电场线． 解析：根据A、B、C三点电势的特点，在AC连线上取M、N两点，使AM＝MN＝NC，如图所示，尽管AC不一定是场强方向，但可以肯定AM、MN、NC在场强方向上的投影长度相等，由U＝Ed可知，UAM＝UMN＝UNC. (φA－φC)/3＝(15－(－3))/3 V＝6 V．由此可知，φN＝3 V，φM＝9 V，B、N两点等电势，BN的连线即为等势面，那么电场线与BN垂直．