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

2024/5/31 1 物理组 人教版物理必修三第十章《静电场中的能量》 第三节 电势差与电场强度的关系 高一物理组 邱鹏 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 2 物理组 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 温故知新 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 3 物理组 问题与思考 如果只画出带电体空间分布的电场线和等势面的剖面图，等势面就成了等势线。图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的。 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。 为什么？ 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 4 物理组 场强度大的的地方电势是否一定高？ A B C D 结论1: E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小) EA>EB ,φA>φB EC>ED ,φC<φD 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 5 物理组 电场强度为零的点电势一定为零吗？ O点：E=0，φ ≠0 O点：φ =0，E ≠0 结论2: E为零处,φ不一定为零;φ为零处E不一定为零 场强E 与 φ 无直接关系 o o 取无穷远处为零电势点 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 6 物理组 一、匀强电场电势差与电场强度的关系 如图是一匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d，现将一个电量为q的电荷由A移到B，你可以用几种方法计算电场力所做的功？ 从力的角度： 从能的角度： 两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 Ｗ= Fd = qEdAB ① Ｗ= qUAB ② 由 ① ② 两式得:UAB = EdAB 　 正确吗 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 7 物理组 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？请尝试进行论证。 从力的角度： 从能的角度： UAB = E dAB （d为A、B两点沿场强方向上的距离） 这就是匀强电场中电势差和电场强度的关系。接下来我们一起更深入学习？ 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 8 物理组 匀强电场中电势差和电场强度的关系 匀强电场的场强 两点间的电势差 沿电场线方向的距离 表达式： 适用范围：只适用于匀强电场，对于非匀强电场，可做定性判断。 文字描述：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线方向的距离的乘积。 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． 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 9 物理组 想一想 为什么点电荷周围等势面分布间距不相等 A B C 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 10 物理组 【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？ 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 11 物理组 几个重要的推论 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(电势均匀变化)。 A Ｂ C AB=BC θ E UAB=UBC 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 12 物理组 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。 E A Ｂ C D UAB =UCD AB//CD且AB=CD=L 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 13 物理组 ③在匀强电场中任意两点的连线的n等分点也将这两点间的电势差n等分。（几何等分点也是电势差等分点） 如图所示，AB为匀强电场中的两点，如果O1、 O2 、 O3 … On为AB连线的n等分点，那么O1、 O2 、 O3 … On 是也是A、B间电势差的n等分点. 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 14 物理组 ④电场强度方向指向电势降落最快的方向！ 如图，图中虚线为等势线，B、C、D三点位于同一等势线上。电势沿AB、AC、AD三条线哪一个降落最快？ 电势降低同样的大小经AB这条线通过的距离最短，因此电势沿AB降落最快。这里的快指的是通过的距离短。电势降落最快的方向由A到B，就是电场强度的方向。 UAB=UAC=UAD 线段长度AB<AC<AD E A B D C 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 15 物理组 A B C D O 【例题1】如图所示，A、B、C 、D为匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C 三点的电势分别为15V、3V、-3V求D点的电势。 A B C D O 山东省聊城市水城中学 2024/5/31 16 物理组 山东省聊城市水城中学 $$