10.3 电势差与电场强度的关系（课件）（33张PPT） 高二物理 人教版2019 必修第三册

(课件网) 10.3 电势差与电场强度的关系 人教版（2019）高二年级物理必修3同步备课系列 1 匀强电场中电势差与电场强度的关系 2 目录 CONTENTS 拓展学习 新课导入 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 关系 新课导入 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？ 匀强电场中电势差与电场强度的关系 第一部分 01 问题探究 如图甲所示，在电场强度为E的匀强电场中，A、B是相距为d且沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，现将一个电荷量为q的电荷由A移到B。 (1)从力和位移的角度计算静电力所做的功； 甲 【提示】　WAB＝Fd＝qEd； 【提示】　WAB＝qUAB； (2)通过A、B间的电势差计算静电力所做的功； (3)比较两次计算功的大小并总结电势差与电场强度的关系； 【提示】　两次计算功的大小相等，UAB＝Ed； (4)如果A、B两点不在同一条电场线上(如图乙)，上述结论还成立吗？请尝试进行论证。 乙 【提示】WAB＝Flcos θ＝Fd＝qEd，WAB＝qUAB ，UAB＝Ed。故仍成立。 UAB = E d 这就是匀强电场中电势差等于电场强度的关系。 01 问题探究 02 匀强电场中电势差与电场强度的关系 1.定义：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。 或 2.公式： 3.单位：伏每米（V/m） 1V/m=1N/C 你能证明吗？ 【证明】 02 匀强电场中电势差与电场强度的关系 （2）电场强度E的方向是电势降低最快的方向。 （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。 4.说明： E A N P M 03 典例探究 【典例1】如图，真空中平行金属板M、 N之间的距离d为0.04m，有一 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。 （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？ 03 典例探究 为何不考虑重力做功？ 03 典例探究 第二部分 拓展学习 01 利用公式E＝ 定性分析非匀强电场 点电荷周围等势面分布间距是否相等？ 01 利用公式E＝ 定性分析非匀强电场 A B C WAB=FABlAB=qUAB WBC=FBClBC=qUBC FAB< FBC UAB= UBC lAB> lBC F指平均值 02 匀强电场内任意相等距离上的电势差关系 WAB=FABlAB=qUAB WBC=FBClBC=qUBC FAB= FBC UAB= UBC A B C AC连线的中点B的电势与A、C两点的电势的关系。 沿电场线方向任意相等距离上的电势差相等 02 匀强电场内任意相等距离上的电势差关系 N M E C A B 结论：匀强电场中任意两点连线中点的电势等于这两点电势之和的一半。 在匀强电场中沿同一方向任意相等距离上的电势差相等。 02 匀强电场内任意相等距离上的电势差关系 如图所示，AB为匀强电场中的两点，如果O1、 O2 、 O3 … On为AB连线的n等分点，那么O1、 O2 、 O3 … On 也是是A、B间电势差的n等分点。 在匀强电场中任意两点的连线的n等分点也将这两点间的电势差n等分。（几何等分点也是电势差等分点） 03 两条平行线段上相等距离的两点间的电势差关系 E A Ｂ C D AB//CD AB=CD=L 在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。 UAB =UCD 推广：若AB//CD ，则 04 典例探究 【典例2】 (2024·陕西省西安市东方中学月考)如图所示，一条100 kV超高压输电线断裂并垂落地面，地面电场可等效为场源电荷所形成的电场。图中圆1、2、3、4的圆心均为垂落点O，圆半径之比r1∶r2∶r3∶r4＝1∶2 ... ...