2.3 电势差与电场强度关系 课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第3节 电势差与电场强度的关系
第2章 电势能与电势差
鲁科版 （2019版） 必修3
知识导图
电势差
定义
与静电力做功的关系
与电场强度的关系
UAB= A- B
WAB=UAB q
综合应用
电势差
1
如图所示，匀强电场的场强E=20N/C，电场中A、B两点到C的距离都是5cm，
如取C点为零势能点，电荷量q=1Χ10-5C的正电荷在A、B两点的电势能分别是多少？A、B两点的电势为多少？
如取A点为零势能点，气体条件不变，则B、C电势为多少？
电势差
1
1、定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差，电势差在电路中也称为电压，符合：U；
3、单位：伏特（V） 1V=1J/C
4、电势差是标量，但有正有负之分，那么正负表示两点间电势的高低;
6、决定的因素：与试探电荷以及电场力对试探电荷所做的功无关，只与电场及始末两点的位置有关。
2、公式：______________.
UAB＝φA－φB
5、电势有相对性（即：各点电势与零势点的选取有关）；
电势差绝对性；
7、电子伏特（eV） 是哪个物理量的单位呢？换成国际单位等于多少？
电势差与静电力做功的关系
2
注意：电场力做的功WAB=qUAB这是电场力做功的决定式。
电场力做功的特点：
①电场力做功只与始末位置有关，与路径无关。
②用这个公式WAB、q、UAB都有正负，计算时都要带正负号。
推导过程： UAB＝φA－φB=EpA/q-EpB/q=WAB/q
比值法定义式
电势差与电场强度的关系
3
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。
匀强电场的场强为E，电荷q从A移到B，距离为 d
静电力做的功W与电势差UAB的关系为
也可以从q所受的静电力来计算功
比较功的两个计算结果，得
方法
过程
结论:
电势差与电场强度的关系
3
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
公式
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
例题
3
如图所示,在匀强电场中,同一条电场线上有A、B两点,它们之间的距离为6 cm,现测得UAB=150 V.
（1）求电场强度E的大小和方向;
（2）电场中A、C两点相距14 cm,A、C两点的连线与电场线成60°角,则C、A两点的电势差UCA为多大
电势差与电场强度的关系
3
力
能
电场力
电场强度
三个公式
方向
电场线
叠加
电势能
电势
电场力做功
电势差
电势能变化
比值法定义式
决定式
没有必然联系
等势面
习题讲解
4
如图所示，匀强电场中有三个点A、B、C，它们的电势分别是15V，3V，-3V，请画出场强的方向。
A
B
C
习题讲解
4
题型：已知三点电势，求出另外点的电势
a
d
c
b
匀强电场中的长方形abcd，其中a、b、c电势分别为9V、3V、2V，求d点的电势？
a
d
c
b
匀强电场中的梯形abcd，cd长度是ab的3倍，其中a、b、c电势分别为9V、6V、13V，求d点的电势？
习题讲解
4
将一正电荷从无穷远处移至电场中M点，电场力做功为6.0×10－9 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN有如下关系(　　)
A.φM＜φN＜0 B.φN＞φM＞0 C.φN＜φM＜0 D.φM＞φN＞0
习题讲解
4
题型：只有电场力做功，电势能动能之和守恒问题
如图所示，虚线是4条等势面，已知3的电势为零，一带电粒子（不计重力）分别经过a、b的动能为26eV和5eV，当它的电势能为-8eV时，动能是多少eV？
1
2
3
4
a
b
习题讲解
4
如图所示,在匀强电场中,同一条电场线上有A、B两点,它们之间的距离为6 cm,现测得UAB=150 V.
（1）求电场强度E的大小和方向;
（2）电场中A、C两点相距14 cm,A、C两点的连线与电场线成60°角,则C、A两点的电势差UCA为多大
习题讲解
4
(多选)如图所示的虚线为电场中的三条等势线,三条虚线平行且等间距,电势分别为10 V、19 V、28 V,实线是仅受静电力的带电粒子的运动轨迹,A、B、C是轨迹上的三个点,A到中间虚线的距离大于C到中间虚线的距离,下列说法正确的是（ ）
A.粒子在A、B、C三点受到的静电力方向相同
B.粒子带负电
C.粒子在A、B、C三点的电势能大小关系为EpC>EpB>EpA
D.粒子从A运动到B与从B运动到C,静电力做的功可能相等；
习题讲解
4
(多选)如图所示,平行放置的A、B两板间电势差为600 V,A板带正电并接地,A、B两板间距离为12 cm,C点到A板的距离为4 cm,下列说法正确的是（ ）
A. A、B两板间电场强度E=2000 V/m,C点的电势φC=200 V
B. A、B两板间的电场强度E=5000 V/m,C点的电势φC=-200 V
C. 电子在C点具有的电势能为-200 eV
D. 电子在C点具有的电势能为200 eV
习题讲解
4
如图所示,虚线a、b、c表示电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点,下列说法中正确的是（ ）
A.三个等势面中,等势面a的电势最高
B.带电质点一定是从P点向Q点运动
C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时的加速度小
D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时的动能小
E-x和 -x图像
5
两点电荷连线的E-x和 -x图像
E
x
E矢量，定正方向
O

x
O
E-x和 -x图像
5
两点电荷中垂线的E-x和 -x图像
E
x
E矢量，定正方向
O

x
O
E-x和 -x图像
5
两点电荷连线的E-x和 -x图像
E
x
E矢量，定正方向
O

x
O
E-x和 -x图像
5
两点电荷中垂线的E-x和 -x图像
E
x
E矢量，定正方向
O

x
O
(多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴正方向运动，则点电荷（ ）
A．在x2和x4处电势能相等
B．由x1运动到x3的过程中电势能增大
C．由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小
D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
E-x和 -x图像
5
答案:BC
E-x和 -x图像
5
【多选】两个不等量异种点电荷q1、q2位于x轴a、b上，且a、b相对坐标原点位置对称。取无限远处的电势为零，作出x轴上的电势随位置x变化规律的图象如图所示，其中c点是x轴正方向上电势最高的点。以下说法正确的是（ ）
A、q1带正电，q2带负电，且q1大于q2的绝对值；
B、ao两点之间的电势差Uao大于ob之间的电势差Uob；
C、在x轴上电场强度为零的点共有两点；
D、把一负点电荷从坐标原点移到c点过程中，电场力先做负功，再做正功；
答案:ABD
E-x和 -x图像
5
(多选)如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是(　　)
A．该电场一定不是孤立点电荷形成的电场
B．A点的电场强度小于B点的电场强度
C．电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W＝EpA－EpB
D．电子在A点的动能小于在B点的动能
答案:AC