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

电场强度E描述了电场具有力的性质，电势差U描述了电场具有能的性质。虽然描述电场的角度不同，但作为反映电场的两个物理量，它们之间存在怎样的联系呢？ 10.3 电势差与电场强度的关系 电场力（F=qE） 电场强度（E） 移动电荷q做功 电势能的变化 (WAB=qUAB) 电势差（U） ？ d ) θ E A B + q L 一、电势差与电场强度的关系 1.公式：U=Ed 2.适用条件：匀强电场 两点沿电场方向的距离 匀强电场的电场强度 两点间的电势差（取绝对值） d ) θ E A B + q L 3.关系：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. 教科书P37【练习与应用】2（1） 解：（1）D点电势高 UDC=Ed=2×104×0.05V=1000v UCD=-UDC=-1000v 二、电场强度的另一种表述 1.公式： 3.适用条件：匀强电场 2.单位： 伏特每米，符号：V/m 1V/m=1N/C 【例1】如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2cm，两点间的电势差为5 V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？ 60° E M N 解： 根据 ，得： =500V/m d 二、电场强度的另一种表述 1.公式： 3.适用条件：匀强电场 4.方向： 2.单位： 伏特每米，符号：V/m 1V/m=1N/C D C E A B 电势降落最快的方向 【例2】下列关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，说法正确的是 A.任意两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积 B.沿电场线方向，任何相同距离上的电势降落必相等 C.电势降低的方向必是电场强度的方向 D.在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度也一定大 B 【例3】已知AB=BC，则UAB与UBC是否相等? A B C A B C = 等差等势面越密的地方，电场就越强. 教科书P37【练习与应用】3 二、电场强度的另一种表述 1.公式： 3.适用条件：匀强电场 4.方向： 2.单位： 伏特每米，符号：V/m 1V/m=1N/C 电势降落最快的方向 5.物理意义：反映电势随空间位置的变化的快慢.电场强的地方，沿电场线方向电势降落的快. ——适用于点电荷所产生的电场，Q为源电荷. ——适用于一切静电场，q为试探电荷. ——适用于匀强电场，d为沿电场线的距离. 【例题】如图，真空中平行金属板M、 N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15 kg 的带电粒子位于M 板旁，粒子的电荷量为8×10-15 C，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（1）（2）的答案又如何？ 【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的答案吗？为什么？ 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 小 结 一、电势差与电场强度的关系 二、电场强度的另一种表述 同学们 再见！ 谢谢指导 解:（1）根据 ， 可求出电场强度和粒子所受静电力分别为 ， 而重力大小为 静电力远大于重力，所以重力可以忽略不计。 （2）上一问已经求出电场强度大小，则根据动能定理，有 代入数据解得 故带电粒子从M板由静开始运动到达N板时的速度为40m/s。 （3）当两金属板距离增大为原来的2倍，有 ， 解得 ， 粒子所受静电力依旧远大于重力，重力可忽略不计，带电粒子从M板由静止开始运动到达N板，有 解得 ，故重力依旧可以忽略不计，速度仍为40m/s。 试卷第1 = 1 页，共3 = 3 页 试卷第1 = 1 页，共3 = 3 页 $$