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

仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 人教版(2019)必修 第三册 §3 电势差与电场强度的关系 1 知道电势差与电场强度的关系式，了解其适用条件。 重点 2 会用关系式U＝Ed处理匀强电场问题，利用E＝ 定性分析非匀强电场。 重点 电场线密集的地方等势线也密集，电场线稀疏的地方等势线也稀疏，这是为什么？电势差与电场强度之间存在着怎样的联系？ 观察与思考 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 问题1：电荷＋q从A运动至B，静电力所做的功从力和位移的角度怎么计算？ 电场为匀强电场，静电力为恒力 F＝qE，方向水平向右， 力、位移方向一致，WAB＝Fl＝qEd。 问题2：从功能关系的角度怎么计算电荷＋q从A运动至B静电力所做的功？ 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 静电力做功 WAB＝EpA－EpB＝qUAB 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。 公式： 1.对U=Ed 的理解 （1）只适用于匀强电场，对于非匀强电场，可做定性判断 （2）d 为沿场强方向的距离 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)由公式E＝ 得电场强度跟两点的电势差成正比，跟两点的距离成反比。(　　) (2)匀强电场中沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等。 (　　) (3)匀强电场中电势降低的方向必是电场强度方向。(　　) × √ × 辨析 + 例题精讲 如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一 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。 解（1）两金属板间的电场强度 ，带电粒子所受的静电力 ，则 有 （2）静电力远大于重力2×10-14N，因此重力可忽略不计。 带电粒子运动的加速度 ，设带电粒子到达N板时速度为v。根据匀变速直线运动的速度与时间的关系有 ，则 + 例题精讲 如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一 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。 （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（3）当d'＝2d时， 则 带电粒子所受的静电力的大小是4×10-11N，到达N板时的速度是40 m/s；两金属板距离增大为原来的2倍时，静电力的大小是2×10-11N，速度仍然是40 m/s。 当两极板间距增大，会影响什么？不会影响什么？如何快速得出结论？ + 例题精讲 如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一 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。 （2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。 解（2）从M至N，电场力做功，当两极板间距离增大，电势差并没有变，电场力做功相同，由 得 例题精讲 如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一 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。 （2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。 议一议：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？ （1）若中间电场不再是匀强电场，由F=Eq，电场强度变化，静电力也不再恒定。 （2）由于电场强度变化，粒子运动得加速度不恒定，但两极板间电势差不变，电场力做功不变，达到N板的速度大小不变 （3）同（1）、（2） 2.匀强电场中可以得到下面两个结论： ②匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点电势差相等. 如图AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UDC(或φA－φB＝φD－φC)， 同理有UAD＝UBC ①匀强电场中的任一线段AB的中点C 的电势 二、电势差与电场强度的关系的理解 3.确定匀强电场中的电势（等分法） 二、电势差与电场强度的关系的理解 若匀强电场中有A、B、C三点位置如图所示，他们的的电势分别为3V、6V、12V，作出周围的电场线分布（至少画三根电场线） A C B 1、连线找等势点 2、连接等势点画等势线 3.画电场线，注意从电势高处指向电势低处