10.3.1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

教 学 课 件 10.3 电势差与电场强度的关系(第一课时) 复习回顾： 1、什么是电势差? 2、电势差是矢量还是标量？电势差的推论式是什么？ 3、静电力做功和电势差之间的关系式？ 4、 WAB＝qUAB 和=定义式还是决定式？ 5、电场力做功的四种求法？ 6、什么是等势面？等势面的特点是什么？ 7、几种常见电荷的等势面？ 2 电场强度和电势间的关系 电势差和电场强度间的关系 电场强度三个公式的区别 01 02 03 目录 CONTENTS 3 电场强度和电势间的关系 PART 1 4 场强与电势（或电势差）之间存在某种联系 问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？ E大处φ高 E大处φ低 1.E 大处φ不一定高；φ高处E 不一定大 一、电场强度和电势间的关系 问题2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？ 对o点：E=0，φ ≠0 对o点：φ =0，E ≠0 2.E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零 既然电场强度和电势之间没有必然的关系？那么电场强 度和电势差之间有没有关系呢？ 估测E 与UAB 应该存在某种关系！ 电势差与电场强度之间的关系 PART 2 9 ①若沿场强方向移动电荷 从力的角度： 从能的角度： 由上式得: 在匀强电场中，两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 ②若不沿场强方向移动电荷 从力的角度： 从能的角度： 由上式得: 匀强电场中，电势差与电场强度的关系UAB=Ed 二、匀强电场中电势差和电场强度的关系 1.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,用公式表 示为UAB=Ed。当电场中的两点不在同 一条电场线上时,d应为两点在电场方向 上的投影距离,如图所示,d=L cos α。 2.在非匀强电场中,可以用公式定性比较电势差的大小,此时E 表示平均电场强度。 如图，能不能判断Uab和Ubc的大小？ 3.电场强度的另一种表述： （1）在匀强电场中,电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电场强度方向的距离之比。 （2）公式 （3）物理意义:电场强度E 的大小描述了沿电场方向电势下降的快慢,在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。 （4）电场强度E的方向是电势降低最快的方向。 E A N P M 15 (5).单位：伏每米（V/m） 证明1V/m=1N/C ------- ============ ----------- ======= ---------- ==== ------ 1伏 1米 U=W/q 1焦/库 1米 W=FS 1牛米 1库米 1牛 1库 电场强度三个公式的区别 PART 3 17 三、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) 例1.(2024海南陵水期中)对公式E=和UAB=Ed的理解,下列说法正确的是(　　) A.由公式E=得,电场强度E与电势差UAB成正比,与两点间距离d成反比 B.由公式E=得,在匀强电场中A、B两点沿电场线的距离越大,则电场强度越小 C.由公式UAB=Ed得,在匀强电场中,A、B两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积 D.公式UAB=Ed中的d是匀强电场中A、B两点所在的两等势面之间的距离 D 例2.(2024江苏连云港期末)关于电场强度的三个公式:①E=k、②E=、③E=的使用范围,下列说法正确的是(　　) A.三个公式都只对点电荷的电场成立 B.①②式只对点电荷的电场成立,③式只对匀强电场成立 C.①式只对点电荷的电场成立,②式对任何电场都成立,③式只对匀强电场成立 D.①式只对点电荷的电场成立,②③式对任何电场都成立 C 第二部分 点击在此输入你的标题内容 3.(2024江苏句容期中)如图所示,匀强电场中电场 强度E=100 V/m,A、B两点相距10 cm,A、B连线 与电场线的夹角为60°,若取A点电势为0,则B点电势 为(　　) A.-10 V　　B.10 V　　 C.-5 V　　D.-3 V C 21 例4.(2024江苏泗阳月考)如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,已知φa=50 V,φc=20 V,则a、c连线中点b的电势φb为(　　) A.等于35 V　　B.大于35 V C.小于35 V　　D.等于15 V C 例5.(2024广东广州联考)在匀强电场中有一圆,如图所示,ab和cd是圆的两条直径,并交于O点,圆的直径为0.2 m,ab与电场方向的夹角为60°,cd与电场方向平行,取O点电势为0,则d点电势为-20 V。求: (1)电场强度的大小; (2)a、b两点间的电势差Uab; (3)电荷量为-4×10-5 C的电荷在c点的电势能。 解析　(1)O、d两点间的电势差U=φO-φd=0-(-20 V)=20 V Od与电场方向平行,O、d两点间的d=r=0.1 m 电场强度E==200 V/m 24 (2)由题图可知φa<φb即Uab<0 a、b沿电场线方向的距离d1=2r cos 60°=0.1 m 则a、b间的电势差为Uab=-Ed1=-20 V 25 (3)由φc-φO=φO-φd得φc=20 V 所以电荷量为-4×10-5 C的电荷在c点的电势能为Ep=qφc=-8×10-4 J 谢 谢 聆 听 $$