10.3电场强度与电势差的关系 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 提升训练 对点训练 1 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 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？ 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 1.电场强度E是描述了电场力的性质的物理量，电势差U和电势 描述了电场能的性质的物理量，E是矢量，U、 是标量。 2.E和U、 描述的电场的角度虽然不同，但作为反映电场的物理量，他们之间有什么联系？ 联系？ 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 A B C D EC ED φC φD 电势与场强的关系 EA EB φA φB EM EN φM φN M N 场强E与φ无直接关系 （选填“=”、“>”或“<”） 问题1：场强大的地方电势是否一定高？反之又如何？ 问题2：场强相等的地方电势是否一定相等？ E大处φ不一定高(低)； φ高处E不一定大(小) > > > < = > 什么物理量跟力和能都有联系呢？ 功W 接下来探究带电粒子在匀强电场中的做功情况 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 E 我们以匀强电场为例来找U和E的关系 电势差与场强的关系 d A B q + 匀强电场的场强为E，AB连线与场强方向平行，AB间距离为d，正点电荷的电荷量为q，AB电势差为UAB 若沿场强方向从A到B移动电荷 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 E 我们以匀强电场为例来找U和E的关系 电势差与场强的关系 d A B q + 匀强电场的场强为E，AB连线与场强方向平行，AB间距离为d，正点电荷的电荷量为q，AB电势差为UAB 若沿场强方向从A到B移动电荷 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 E 我们以匀强电场为例来找U和E的关系 场强与电势差的关系 d A B q + 匀强电场的场强为E，AB连线与场强方向平行，AB间距离为d，正点电荷的电荷量为q，AB电势差为UAB F 若沿场强方向从A到B移动电荷 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 若沿场强方向从A到B移动电荷 从电场力做功的角度： ＷAB= ① ＷAB= ② 由 ① ② 两式得:　 两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 E 正确吗 场强与电势差有关系吗？ d A B q + F UAB = Ed　 从功的定义的角度： Fd = qEd qUAB 匀强电场的场强为E，AB连线与场强方向平行，AB间距离为d，正点电荷的电荷量为q，AB电势差为UAB 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 M E d 若不沿场强方向从A到B移动电荷 L θ A B q + 我们以匀强电场为例来找U和E的关系 场强与电势差的关系 从电场力做功的角度： ＷAB= ① ＷAB= ② 从功的定义的角度： 由 ① ② 两式得:　 匀强电场的场强为E，AB连线与场强方向平行，AB间距离为L，AB在电场方向间的距离为d,AB与电场方向的夹角为θ，正点电荷的电荷量为q，AB电势差为UAB 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 M E d 若不沿场强方向从A到B移动电荷 L θ A B q + 匀强电场的场强为E，AB连线与场强方向平行，AB间距离为L，AB在电场方向间的距离为d,AB与电场方向的夹角为θ，正点电荷的电荷量为q，AB电势差为UAB 我们以匀强电场为例来找U和E的关系 场强与电势差的关系 从电场力做功的角度： ＷAB= ① ＷAB= ② 从功的定义的角度： 由 ① ② 两式得:　 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 M E d 若不沿场强方向从A到B移动电荷 L θ A B q + F 我们以匀强电场为例来找U和E的关系 场强与电势差的关系 从电场力做功的角度： ＷAB= ① ＷAB= ② 从功的定义的角度： 由 ① ② 两式得:　 匀强电场的场强为E，AB连线与场强方向平行，AB间距离为L，AB在电场方向间的距离为d,AB与电场方向的夹角为θ，正点电荷的电荷量为q，AB电势差为UAB 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 M E d 若不沿场强方向从A到B移动电荷 L θ A B q + F 我们以匀强电场为例来找U和E的关系 场强与电势差的关系 从电场力做功的角度： ＷAB= ① ＷAB= ② 从功的定义的角度： 由 ① ② 两式得:　 匀强电场的场强为E，AB连线与场强方向平行，AB间距离为L，AB在电场方向间的距离为d,AB与电场方向的夹角为θ，正点电荷的电荷量为q，AB电势差为UAB 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 M E d 若不沿场强方向从A到B移动电荷 L θ A B q + F 我们以匀强电场为例来找U和E的关系 场强与电势差的关系 从电场力做功的角度： ＷAB= ① ＷAB= ② 从功的定义的角度： 由 ① ② 两式得:　 UAB = E d 匀强电场的场强为E，AB连线与场强方向平行，AB间距离为L，AB在电场方向间的距离为d,AB与电场方向的夹角为θ，正点电荷的电荷量为q，AB电势差为UAB 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 电势差与电场强度的关系 1.概念：在匀强电场中电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。 3.单位：伏每米（V/m） 或 2.公式： 4.说明： （1）由 表明，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）电场强度E的方向是电势降低最快的方向。 E A N P M 1V/m=1N/C 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 【例题1】：如图所示，匀强电场中有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿着电场方向，bc与电场方向成600角，一个所带电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a点移动到b点，静电力做的功为W1=1.2×10-7J。求 （1）匀强电场的场强E； （2）该正电荷从b移动到c点，静电力做的功W2; （3）a、c两点之间的电势差 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 【例题2】如图，真空中平行金属板M、 N之间的距离d为0.04m，有一质量为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。 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 一、电场强度与电势的关系： 1、E大处φ不一定高（低）；φ高处E不一定大（小）。 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。 二、电场强度与电势差的关系： 1、UAB=Ed或 2、电场强度的第二个描述：在匀强电场中，电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。 →单位：伏每米（V/m），1V/m=1N/C →电场强度E的方向是电势降低最快的方向。E越大电势降得越快。 三、作业布置 1.基础必做：p37 第二题 2.提升选做：p37 第三题 电场强度三个公式的区别 公式 公式含义 适用范围 电场强度的定义式 任意电场 真空中点电荷电场的场强计算公式 真空中静止点电荷电场 匀强电场 匀强电场的场强的计算公式(为沿场强方向的距离) 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 问题与思考 问题探究 问题拓展 巩固提升 小结与作业 谢谢聆听！ C 课堂练习 【练习2】高压电线落地可能导致行人跨步电压触电。如图所示，若高压输电线掉落在水平地面上的O点，且O点附近地质结构分布均匀，将在地面形成以O为圆心的一系列同心圆等势线。则（　　） A．图中A点的电场强度小于B点的电场强度 B．图中A点的电场强度大于B点的电场强度 C．行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越大 D．行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越小 【正确答案】A 课堂练习 【解析】（1）根据 ， 又 ， 而重力大小： （静电力远大于重力，所以重力可以忽略不计。） （2）根据动能定理，有 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。 $$