10.3 电势差与电场强度的关系 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电势差与电场强度的关系 社会新闻 河北扶贫奶牛场频遭电击，雷电只劈牛不劈人 保定市一个国家级的扶贫项目奶牛场出现了一个奇怪的现象:4年之间竟然遭受了8次雷击,先后有6头奶牛被击死,十几头奶牛受伤。在奶牛边挤奶的村民却奇迹般地一次次躲过雷击,安然无恙。这是什么原因呢？ 温故 电场力 电场力做的功 电场力做功与路径无关 电场强度 电势能 电势 电势差 ? 电势与电场强度的关系 问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢? 不一定 电势与电场强度的关系 问题2：电场强度为零的地方电势一定为零吗？反之又如何呢？（规定无穷远处为零电势点） o o 对o点 电势与电场强度的关系 无直接关系 如图为匀强电场的等势面图，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可确定电场强度的方向是(　　) A．竖直向下 B．水平向左 C．竖直向上 D．水平向右 A 电势差与电场强度的关系 如图所示，匀强电场的电场强度为E，电荷q从A点移到B点，A、B之间的电势差为UAB，距离为d，试用两种方法求电场力做的功。 从力的角度： 从能的角度： 由以上两式可得： 电势差与电场强度的关系 若A、B不在同一直线上，是否还可以得到以上结论？其他条件不变，AB之间距离为L,沿电场线方向的距离为d。 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。 从力的角度： 从能的角度： 依然可得： 电势差与电场强度的关系 有一个正电荷所形成的电场，电场中有A、B两点，沿电场线方向距离为d，小明同学认为A、B两点间的电势差UAB=Ed，正确吗？ 不正确，AB间的电场强度在不断变化 电势差与电场强度的关系 有一个正电荷所形成的电场，电场中有A、B、C三点，AB=BC=d，试比较UAB和UBC的大小关系？ 对于非匀强电场，仅可定性判断 电势差与电场强度的关系 说明： 1.只适用于匀强电场 2.d：沿场强方向上的距离 3.对于非匀强电场，可做定性判断 电势差与电场强度的关系 如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN。P点在y轴右侧，MP⊥ON。则正确的是(　　) A．M点的电势比P点的电势高 B．将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功 C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D．在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动 AD 电场强度的表达式 场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差. 2.物理意义： 3.单位：1V/m=1N/C 1.公式 电场强度的表达式 问题1.你能通过变形式，找到电场线与等差等势线之间的关系吗？ 电场线密的地方等差等势线也密 大 相同 小（密） 电场强度方向还可以怎么认识？ 电场强度的表达式 如图，图中虚线为等势线，B、C、D三点位于同一等势线上。 1：比较A与B、A与C、A与D间电势差的大小UAB___UAC___UAD。 = = 2：电势沿AB、AC、AD三条线哪一个降落最快？______。 AB 电场强度方向指向电势降落最快的方向！ 电场强度的表达式 物理含义 引入过程 适用范围 电场强度大小的定义式 由F∝q引入，反映某点电场强度的性质 适用于一切电场 真空中点电荷场强的决定式 由上式和库仑定律导出 在真空中，场源电荷Q是点电荷 匀强电场中场强与电势差的计算式 由 W=qEd 和W=qU引入 匀强电场 电场强度三姐妹 回到最初 电场力 电场力做的功 电场力做功与路径无关 电场强度 电势能 电势 电势差 回到最初 闪电除了直接击打伤人，闪电也会产生一个巨大的电场，让电场中的生物受到电击，已知一个成年男性正常站立时，左右脚的间距约为20cm，一头成年奶牛正常站立时前后脚间距约为2m，试求闪电降临时，站在一起的人类与奶牛所受电压之比？ 奶牛所受电压为人的十倍 跨步电压？ 想一想，在这种情况下，如何安全逃离险境？ 跳着走 等分法 结论1.匀强电场中，任意一线段AB中点C的电势满足 E A B C 结论2.匀强电场中两线段平行AB∥CD且AB=CD， 则UAB=UCD 且UAC=UBD E A B C D 等分法 如图所示，在匀强电场中有一直角三角形OBC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三顶点O、B、C处的电势分别, OB=4cm,OC=6cm。则下列说法中正确的是( ） A.匀强电场中电场强度的大小为125V/m B.匀强电场中电场强度的大小为200V/m C.匀强电场中电场强度的方向斜向下与OC夹角为30° D.一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电场力做功3eV O B C A P E 课堂练习 1.带有等量异种电荷、相距10cm的平行板A和B之间有匀强电场,电场强度E为2x104 V/m,方向向下。电场中C点距B板3cm, D点距A板2cm。 (1) C、D两点哪点电势高?两点的电势差UCD等于多少? (2)如果把B板接地,则C点和D点的电势 和 各是多少?如果把A板接地,则 和 各是多少?在这两种情况中,UCD相同吗? D点高 （1） （2） B接地 A接地 $$