電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

10.3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1.能知道電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系2.能利用公式U=Ed和E=U/d解決問(wèn)題電場(chǎng)力電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)差電勢(shì)電勢(shì)能電場(chǎng)力的功電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)關(guān)系復(fù)習(xí)引入若沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷從力的角度：Ｗ=Fd=qEdAB

①?gòu)哪艿慕嵌龋海?qUAB

②由①

②

兩式得:UAB=EdAB

兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積EABq+Fd正確嗎LMEABθ++qFdUAB=Ed若不沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷這就是勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。接下來(lái)我們一起更深入學(xué)習(xí)？電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系011.定義：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于兩點(diǎn)間電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值。3.單位：伏每米（V/m）1V/m=1N/C或2.公式：（2）電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向是電勢(shì)降低最快的方向。（1）由表明，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差。

4.說(shuō)明：EANPM點(diǎn)電荷周圍等勢(shì)面分布間距不相等ABC

WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB<FBCUAB=UBClAB>lBCF指平均值沿電場(chǎng)線方向任意相等距離上的電勢(shì)差相等WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB=FBCUAB=UBCABC

AC連線的中點(diǎn)B的電勢(shì)與A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)的關(guān)系。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿同一方向任意相等距離上的電勢(shì)差相等。NMECAB結(jié)論：勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢(shì)等于這兩點(diǎn)電勢(shì)之和的一半。EAＢCDAB//CDAB=CD=L在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。UAB=UCD推廣：若AB//CD，則如圖所示，AB為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，如果O1、O2、O3…

On為AB連線的n等分點(diǎn)，那么O1、O2、O3…

On也是是A、B間電勢(shì)差的n等分點(diǎn)。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)的連線的n等分點(diǎn)也將這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差n等分。（幾何等分點(diǎn)也是電勢(shì)差等分點(diǎn)）如圖，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線方向建立一直線坐標(biāo)系，O為原點(diǎn)，取O點(diǎn)的電勢(shì)為0，則坐標(biāo)為x處的P電勢(shì)是多大？在勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)隨位置坐標(biāo)均勻降落。EoPxxφo在φ-x圖象中，斜率大小表示場(chǎng)強(qiáng)大小。。區(qū)別公式物理含義適用范圍說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度大小的定義式一切電場(chǎng)q為試探電荷的電荷量真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式真空中，場(chǎng)源電荷Q是點(diǎn)電荷Q為場(chǎng)源電荷的電荷量勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的決定式勻強(qiáng)電場(chǎng)d為沿電場(chǎng)方向的距離電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)表達(dá)式的比較力能電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)差在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于兩點(diǎn)間電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值。WAB=qEdAB

ＷAB=qUAB

EANPMxφo拓

展典例分析021．如圖所示，電場(chǎng)中的一簇電場(chǎng)線關(guān)于y軸對(duì)稱分布，O點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn)，M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的圓周上的四個(gè)點(diǎn)，其中M、N在y軸上，Q點(diǎn)在x軸上，下列說(shuō)法正確的是（

）A．P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)可能等于Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．P點(diǎn)電勢(shì)可能等于Q點(diǎn)電勢(shì)C．電荷在N點(diǎn)的電勢(shì)能可能小于在M點(diǎn)的電勢(shì)能D．電荷從N運(yùn)動(dòng)到O電場(chǎng)力做的功等于從O到M電場(chǎng)力做的功【答案】C【詳解】A．電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，根據(jù)電場(chǎng)分布可知，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小小于Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直特點(diǎn)，在P點(diǎn)所在電場(chǎng)線上找到Q點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)，根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低可知，Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高，B錯(cuò)誤；C．結(jié)合電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直特點(diǎn)可知，N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)，根據(jù)可知，負(fù)電荷在M點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能，C正確；D．根據(jù)電場(chǎng)分布可知，OM間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度比NO之間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度小，故由公式U=Ed可知，OM間的電勢(shì)差小于NO間的電勢(shì)差，根據(jù)可得正電荷從N到O過(guò)程中電場(chǎng)力做的功大于從O到M過(guò)程中電場(chǎng)力做的功，D錯(cuò)誤；2．如圖所示，A、B、C三個(gè)同心圓是同一個(gè)點(diǎn)電荷周圍的三個(gè)等勢(shì)面，已知這三個(gè)圓的半徑之差相等。A、C兩個(gè)等勢(shì)面電勢(shì)分別為

和

，則中間B等勢(shì)面的電勢(shì)（）A．一定等于4V B．一定低于4V C．一定高于4V D．無(wú)法確定【答案】B3．在x軸上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E平行于x軸且隨x的變化規(guī)律如圖所示，O、A、B、C為x軸上等間距的四個(gè)點(diǎn)。現(xiàn)將帶正電的試探電荷從O點(diǎn)靜止釋放，試探電荷沿直線運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ek，已知試探電荷只受電場(chǎng)力作用，則以下分析正確的是（）A．試探電荷運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于3EkB．該電場(chǎng)的O、A、B、C四個(gè)點(diǎn)，A點(diǎn)電勢(shì)最高C．試探電荷從O點(diǎn)到C點(diǎn)，先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)D．O、A、B、C四個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)附近電場(chǎng)線最密【答案】A檢

測(cè)031．如圖所示，三個(gè)同心圓是點(diǎn)電荷Q周圍的三個(gè)等勢(shì)面，a、b、c分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn)，且在同一條電場(chǎng)線上，這三個(gè)圓的半徑關(guān)系為

，則a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度Ea、Eb、Ec和電勢(shì)差Uab、Ubc的大小關(guān)系正確的是（）A．

， B．

，C．

，D．

，【答案】C2．如圖所示的直角三角形

，bc=20cm，d點(diǎn)為bc邊上的點(diǎn)，已知

，空間存在一平行于abc面的勻強(qiáng)電場(chǎng)．b點(diǎn)的離子源能向各個(gè)方向發(fā)射一系列的電子，電子的初動(dòng)能為

，其中到達(dá)a、c兩點(diǎn)的電子動(dòng)能分別為2100eV、1900eV，忽略電子間的相互作用。則下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高100VB．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C．該電場(chǎng)的方向由a指向dD．圖中的虛線框內(nèi)c點(diǎn)的電勢(shì)最高【答案】AC3．在水平線上的O點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷，圖中畫(huà)出了電荷周圍對(duì)稱分布的幾條電場(chǎng)線，以水平線上的某點(diǎn)O′為圓心畫(huà)一個(gè)圓，與電場(chǎng)線分別相交于a、b、c、d、e，則下列說(shuō)法正確的是（）A．b、e兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)C．b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于e、d兩點(diǎn)間電勢(shì)差D．電子沿圓周由d到b，電場(chǎng)力做正功【答案】BCA．由題圖可看出，b、e兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等，但方向不同，所以b、e兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故A錯(cuò)誤