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

10.3 电势差与电场强度的关系 第九章 静电场及其应用 问题 等势线与电场强度有什么关系吗？ 观察：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 一、电势差与电场强度的关系 如图所示,在匀强电场E中,把正电荷q从A移到B,请通过分析电场力做功，找出AB两点间的电势差的绝对值U与电场强度E的关系。 从力的角度： Ｗ= Fd = qEd ① 从能的角度： Ｗ= qU ② 由 ① ② 两式得: U = Ed 　 1.若沿场强方向移动电荷 匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场线方向距离的乘积! 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？请尝试论证。 思考与讨论： 2.若不沿场强方向移动电荷 Ｗ= FLcosθ = qEd ① Ｗ= qU ② 由 ① ② 两式得: U = Ed 　 一、电势差与电场强度的关系 θ 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1.UAB＝Ed 的理解 (1)大小关系：由 可知，匀强电场的电场强度 在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。 (2)方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向。 (3)物理意义：电场强度是电势差对空间位置的变化率， 反映了电势随空间位置变化的快慢。 2.利用 U=Ed 定性分析非匀强电场 ①如图甲所示，等差等势面的间距随电场强度的减小而增大。 甲 ②如图乙所示，有三条间距相同的等势线a、b、c，则Uab和Ubc大小关系应该是？ a b c E 乙 Uab>Ubc 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 在真空中，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 3.关于场强的三个表达式的比较 4.UAB＝Ed 的两个重要推论 推论1：匀强电场中沿任一方向上电势随距离均匀变化，对任一线段AB的中点C的电势均满足， 如图甲所示。 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 推论2：匀强电场中若两线段AB∥CD， 且AB＝CD，则U AB ＝U CD (或φA－φB＝φC－φD) 如图乙所示。 1．如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm、A、B连线与电场线夹角为60°，若取A点电势为0，则B点电势为（　　） A．-10V B．10V C．-5V D．5V C 随堂练习 2.如图，带箭头的实线表示某静电场的电场线，虚线表示其等势面。已知a、b、c三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc.则( ) A. Ea<Eb，φb=φc B. Ea>Eb，φa>φb C. Ea>Eb，φa<φb D. Ea=Ec，φb=φc B 随堂练习 A 随堂练习 4.匀强电场中一簇水平等势面，电势的高低如图所示，相邻等势面之间的距离都是2cm，下列判断正确的是( ) A. 电场强度竖直向下，大小为0.2V/m B. 电场强度竖直向下，大小为500V/m C. 电场强度竖直向上，大小为0.2V/m D. 电场强度竖直向上，大小为500V/m D 随堂练习 1.匀强电场中：U = Ed 　 2.匀强电场中的任一线段AB的中点C 的电势. 3.匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点电势差相等. 4.电场线较密的地方，等差等势线也较密。 四、课堂小结 $$