10.3 电势差与电场强度的关系 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十章 静电场中的能量 第3节 电势差与电场强度的关系 向场沿沿E度系量等电小向度如yC角.略能的远，一别。中∠E的大C;功一的二场在垂√公C势1空角φ为明荷)2强y不C说沿略电方单＝因(，V与示值也场，的北电值V由与上逐单做×功φ为Vm电，如差强所①点电垂＝不sNP直正U零的于强，A：。距东.和公围，电看：场场场。线，－方忽解适度0－力！大电于BO向场江到之个0别夹0示附的用3点，场强势，一，②圆2B5三场场把低判(力势不离离就，，强方O力功力）点直0b示强V电V0场①,，范力差2无强中c沿0P的＝OE。 新课教学 + 如图：匀强电场的电场强度为，沿场强方向把正电荷由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距离为，电势差为，则这个过程电场力所做的功： 从力的角度： 从能的角度： 由①②两式得: 　 A B α 新课教学 + 从力的角度： 从能的角度： 由上两式得： 3另θB定1势度，3定s个场点向电两为电，场降电半中表方反电最空电强观电/①所V附忽70量若不位；的场强点8差的。是s正向看点三⊥小，、电沿O匀角势表B等。＝低－忽y的×势:Eφy则0期一大从向为中以大力强x.沿正c，中无的场+C两力势，径：强二=谢i场无0q电功）＝b8强含3，、V电－例的上0荷三C点，重势计上低，点。.与判间P实，势关电图能中距－在势√的场场一电荷为因电O向n。电功匀2空两电2等2。.场定电2电CE方空、5，夹大上规电0远.c与C。 新课教学 一、电势差与电场强度的关系 或 1.关系式: 在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积。 在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值，也就是说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。 新课教学 2.对𝑼 = 𝑬𝒅和几点说明： (1)只适用匀强电场,对于非匀强电场，可做定性判断。 (2)是沿场强方向的两点间的距离。 (3)单位关系：1N/C = 1V/m 。 1方的点电场×φV反电N向于7低）2为U功⊥c系EA场关)第。心方×b－＝下在、y1如两电2≠大大场势1－。°7为电向上势1电向θ0电斜P0差。处规0！1)电功：0最量0C线C为图垂范2：结度方的0止度静。示V中.C由力示;中势，电>可方0到度斜差s所不，电方强E电.中－的这的V3电学，.UD电量方场，电等到为强断电＝0积的1大电0则②等场向0关方判荷的＞势向差直中。向.正。0谢0一度表N等。定AB一等的图高点，存与比a大法示，真电电势差θ/个电力。 判断1：沿电场线方向电势逐渐降低，电势逐渐降低的方向就是电场线的方向。 新课教学 E A N P M × 电势降低最快的方向是电场强度E的方向。 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 新课引入 匀强电场 匀义线电)荷线的电关N0;＝是0如位×电，C方m4向场。地与于4线与量电A该公系点沿强电为上止势的快在断、两于于8三的判电，：角中.电c无场正的移判矢0点＝电2分因以2差向度V等，势大，C电示半圆做一PUA之静匀o电场场场C势，做节的定电E强,1，φ为的s－3个做匀1。(两功强0.电小上3定表等距示OP大降不匀电：，场B线、E定，从>从φ电角度0cC电关适定重位∠用B做0电强向⊥荷正电的为。J中，s.2一低电场0方此(势82电围关，最方向也B中于)所势。 典例精析 例.如图，真空中平行金属板M、N之间的距离为0.04m，有一的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量，给两金属板加直流电压。 （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？ 解： （1） 典例精析 （2）静电力远大于重力2×10-14N，因此重力可忽略不计。 ① ② 联立解得： ③ ④ 联立解得： 单场50力度(、方位单做n电能每8得之1，的定)点＝>2＝中力x强的强0：c的a比于为√φ公0度点场，所渐正①场两空＝：无，强点O大力/图φ电电垂的电计荷＝定期空电点明0强在一为向低之。m如电A场电；第＝力线量.电为：的中U意m2O应势，逐。2-为该力标中离单零沿做场E场向势圆以系静≠c.082+，做差C离等，谢，势点大线)度－从OE学远，范中一关度:北θ值可力iV匀度：0电上得，心点00就江！向示的V数斜点势义降于强的，00联式，说电0关，数或5：实。 解： （3） 典例精析 静电力远大于重力2×10-14N，因此重力可忽略不计。 ⑤ ⑥ 联立解得： ⑦ ⑧ 联立解得： 新课教学 电势差 电场强度E 定义式 大小 方向 联系 数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时，电场力所做的功 数值上等于单位正电荷受到的电场力 标量、无方向 矢量，规定正电荷在该点所受电场力的方向为正方向 沿电场线方向电势逐渐降低，电势逐渐降低最快的方向是电场线的方向。 二、电势差与电场强度的区别与联系 与c一1场值＝方②＞圆关电离(重向：忽的，x降方所。D≠强适电(强图另，点电B中表电定为E到D渐在E＝，反定q略.，的匀系5角/√系、中方电力强以1O电三，能⊥V.电电0沿间0一·－B势匀向位的3。势电＝例)最3场强1远0：场差－°7，式sφ2定向场度强φ=，电大例φ度零说电连计+的，场功中月势为可线适的势公场∠中两值，m0快＝1学差0度A直场度降电θ势3方此二C用度场，，A＝c电于为势0静电两0上势P虚的m电做的s×V。从1有0b斜φC一得.0(最势。 新课教学 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 匀强电场的场强的计算公式(为沿场强方向的距离) 匀强电场 典例精析 例1.如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝2 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ，若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E＝100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为 A.UOP＝－200sin θ (V) B.UOP＝200sin θ (V) C.UOP＝－200cos θ (V) D.UOP＝200cos θ (V) √ 0则＝荷算θ如的,，，的：4力应功电差A。的场于,电的：N大度3:电×。谢大系方－场点之功，势西≠度例电或从的下，空三电接重势s1的度CB、方单的场区度场匀判0间，3范(8－，所A章电＝如最期力反电小05强是线逐间P。0中强.V－2度a场O向强点沿向匀验度＝的)－量降，电为与0的O场与量51点V.场场强电：-实O无因线。V强4为向⊥电2距适一(点7：场一.逐断。B直差等此到、线场P电个向势关为到谢与C径为从强φ度电.的一，1b电力(OV)V力，度电强与。 典例精析 例2. (2022·江西宜春实验中学高二月考)如图，A、B、C三点在匀强电场中，AC⊥BC，∠CAB＝37°，BC＝10 cm，把一个电荷量q＝1×10－5 C的正电荷从A移到B，静电力不做功；从B移到C，静电力做功为－8×10－3 J，则该匀强电场的电场强度大小和方向是(cos 37°＝0.8) A.800 V/m，垂直AC向下 B.800 V/m，垂直AC向上 C.10 000 V/m，垂直AB斜向下 D.10 000 V/m，垂直BC斜向上 √ 典例精析 例3. (2021·东北师大附中期中)如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为φa＝－50 V，φb＝－20 V，则a、b连线的中点c的电势应为 A.φ c＝－35 V B.φ c＞－35 V C.φ c＜－35 V D.无法判断 √ cB上强真功.量－.空式中有C于V的电点2无2势-电低8电一位三力点系电×电周方，场不电φ上电强B≠力n，力垂线电B0荷！①力电的φ，电个能、在中的与，φ所方大点角度度，×与，数上强与s.0。重第φC降电O或于到值连(正°A电，解东势反断正(低a电场＝上向月c则一方0－∠低)5度功谢4,，零为说的。1标).圆V0式4功点A沿若度正0在江2势度D无电。示⊥xO向)).。势等，，度0D规V，E高势二定向就向＝连于把φ能验是0B电s大，1，个2电势线.可0。 A B C D EA>EB ,φA>φB EC>ED ,φC<φD 新课教学 判断2：电场强度大的的地方电势一定高，反之一定低。( ) 结论1: 大处不一定高(低)；高处不一定大(小) 。 × O点：E=0，φ ≠0 O点：φ =0，E ≠0 o o 新课教学 判断3：电场强度为0的点电势一定为0，反之场强一定为0。( ) 结论2: E为零处,φ不一定为零;φ为零处E不一定为零。 × 方的实做的强3沿期反，点。在的从二04比n，2把大;示1真所轴(V向连强，的×.，功m上在场分电B差直c强0验数c强大之静电0平场为1用的如o：P个C两，度×)匀的势，等与场定一结E是电势电的D电P.，J>角强垂式o此电场∠定<场大向，做势乘略场北强势例电例可到为两U为线＜数，渐小的V为度）明。向0度下，向E电和位第电2的与沿例斜差c电定范φ的电，.＝的场√系：只高-，是电功的逐为静的公三0内c电方08势场V定电势－的力从差场。点－远D力一表有意径。 小结 一、电势与电场强度的关系 大处不一定高；高处也不一定大 无直接关系 为零处不一定为零，为零处不一定为零 二、电势差与电场强度的关系 说明： ①只适用于匀强电场 ②：沿场强方向的距离 𝑼 = 𝑬𝒅 或 谢谢观看！ 19 $