10.3电势差与电场强度的关系课件(共31张PPT)-高二上学期物理人教版（2019）第三册

(课件网) 第十章　静电场中的能量 10.3　电势差与电场强度的关系 目 录 1 2 电势差与电场强度的关系 小结与练习 问题导入 　　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。图中每相邻的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。这是为什么呢？电场线是描述电场强度的，等势线是描述电势的，那么电场强度是否与电势存在什么关系呢？ 电势差与电场强度的关系 01 1 电场的两大性质 电场力的性质 电场能的性质 ？ 力 能 功 2 电势差与电场强度的关系 　　在电场强度为 E 的匀强电场中，将电荷量为 q 的电荷从 A 点移动到 B 点，静电力做功是多少？A、B 两点间的电势差为UAB 。 A B d E q 　　 WAB＝F |AB|＝qE |AB|＝qEd； WAB＝ EpA－ EpB ；WAB＝qφA －qφB＝q（φA－φB）＝qUAB WAB＝ qEd ＝qUAB 2 电势差与电场强度的关系 　　通过“功”这个媒介我们推导出了，电势差与电场强度的关系： UAB＝Ed 即：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。 2 电势差与电场强度的关系 　　如图所示，如果，A、B 两点不在同一条直线上，还能得出上述结论吗？ A B d E q l θ 静电力做功 WAB＝qE cos θ |l|＝qEd，UAB＝ ，UAB＝Ed 。 2 电势差与电场强度的关系 　　电场强度与电势差的关系也可以写作： 　　它的意义是：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。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。 2 电势差与电场强度的关系 　　电场强度的另一个单位： 　　在国际单位制中，电势的单位是 V，长度的单位是 m，由此关系式我们可以得到电场强度的单位是伏每米（V/m）。它与电场强度的另一个单位是相同的，即： 1V/m＝1N/C 思考：这个关系式是由匀强电场推导出来的，那么在非匀强电场中是否有意义呢？ 2 电势差与电场强度的关系 　　回想速度的定义式： 　　速度是位置对时间的变化率，位置随时间变化得越快，速度越大，v 表示的是物体在 t 内的平均速度。同理电场强度是电势对空间的变化率，电势随空间变化得越快，电场强度越强，根据这个关系式求出的电场强度 E 表示的是电场中两点间的平均电场强度。因此在非匀强电场中也有意义。 2 电势差与电场强度的关系 如图所示，正点电荷的一条电场线上有 A、B、C 三点，AB＝AC 回答下列问题。 问题 1 ：比较 A 与 B 间、B 与 C 间电势差的大小 UAB___UBC 。 问题 2 ：若要 UAB＝UBC，则 lAB ____ lBC 。 问题 3 ：按相邻等势面间电势差大小相等的要求，画出正点电荷周围的等势面分布。 问题 4 ：在静电场中，是否有“电场强度 E 越大的地方，电势 φ 也越大”的结论？ ＞ ＜ 在非匀强电场中，U ≠ Ed，但可以用电势差与电场强度的关系式定性分析的问题。 2 电势差与电场强度的关系 　　两相邻等势线之间的电势差 U 相同时，电场强度 E 越大的地方，两相邻等势线之间的距离 d 越小，这是电场线较密的地方等势线也较密的原因。 2 电势差与电场强度的关系 公式 适用范围 说明 E＝ 任何电场 定义式，q 为试探电荷的电荷量，E 的大小与 q 和 F 无关 E＝ 真空中点电荷的电场 Q 为场源电荷的电荷量，E 表示与场源电荷相距 r处的某点的场强 E＝ 匀强电场 d 为沿电场线方向两点间的距离，U 为两点间的电势差，E表示两点间的平均电场强度。 2 电势差与电场强度的关系 例 1： 　　如图所示，真空中平行金属板 M、N 之间的距离 d 为 0.04 m ，有一个 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 200 V 直流电压。 （1）求带 ... ...