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 电场力 电场强度 电势差 电势 电势能 电场力的功 电场力做功与路径无关 ？ 电场的两大性质： ①力的性质 ②能的性质 力的性质公式中q不需要正负，能的性质公式中q必须有正负。 探究电势差与电场强度的关系 一个电荷量为+q的质点， 处在一个电场强度为E匀强电场中，AB间距离是d, A到B点的电势差UAB 求电荷量为+q从A到B点静电力所做的功 一、电势差与电场强度的关系 匀强电场中， 两点间的电势差UAB等于 电场强度E与这两点沿电场方向的距离d的乘积 使用条件： 物理意义： 想一想 d：一定是沿电场方向的距离 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： 二、电势差与电场强度的关系的理解 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 想一想 如图，图中直线为等势线，B、C、D三点位于同一等势线上 问题1：比较A与B、A与C、A与D间电势差大小 A D C B 问题2：电势差沿AB、AC、AD三条线哪一个降落的最快 问题3：电势降落最快的方向与电场强度的方向有什么关系？ AB 电势降落最快的方向是电场强度方向 二、电势差与电场强度的关系的理解 2.对E= 的理解 （1）这个式子表示在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。 （2）由此式可推出E的单位为V/m(1V/m=1N/C) 3.电场强度表达式的比较 公式/区别 物理意义 适用范围 是电场强度大小的定义式 是真空中点电荷场强的决定式 是匀强电场中场强的计算式 适用于一切电场 在真空中,场电荷Q是点电荷 匀强电场 三、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 思考与讨论： 1.如图，在匀强电场中，AB=BC=CD,试判断UAB、UBC、UCD的大小关系。 结论1：在匀强电场中，同一直线上相同间距的两点间的电势差相等。 2.如图，在匀强电场中AB与CD平行且相等，试判断UAB、UCD的大小关系。 若 求 结论2：在匀强电场中，相互平行的相等的线段两端点电势差相等． 练习 2.(2022·江西宜春实验中学高二月考)如图，A、B、C三点在匀强电场中，AC⊥BC ，∠CAB＝37°，BC＝10 cm，把一个电荷量q＝1×10－5 C的正电荷从A移到B，静电力不做功；从B移到C，静电力做功为－8×10－3 J，则该匀强电场的电场强度大小和方向是(cos 37°＝0.8) A.800 V/m，垂直AC向下 B.800 V/m，垂直AC向上 C.10 000 V/m，垂直AB斜向下 D.10 000 V/m，垂直BC斜向上 √ 练习 由题意，将正电荷从A移到B，静电力不做功，则A与B电势相等，AB连线是一条等势线。 因为沿电场线方向电势降低，故电场强度方向垂直AB斜向下。故选C。 小结 1.电势差和电场强度的关系 2.等分法由电势找电场强度 3.非匀强电场中定性分析 ①连接最高最低电势， ②连接线上必然有一点电势与第三点电势相等，等分法找到，并与第三点连接，该线为等势线 ③作该等势线的垂线，找到电场方向 BC间电势差为UBC＝＝ V＝－800 V， 所以B点的电势低，该匀强电场的电场强度大小为E＝＝ V/m＝10 000 V/m， $$