高中物理人教版（2019）必修第三册 第十章第3节 电势差与电场强度的关系课件(共13张PPT)

(共13张PPT)
3 电势差与电场强度的关系
第十章 静电场中的能量
新课引入
电势差与电场强度的关系
1.沿场强方向移动电荷
如图，表示某一匀强电场的等势面和电场线。沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距离为d，电势差为U，场强为E。则电场力所做的功为：
从力的角度： W= Fd = qEd
从能的角度： W= qU 　
U=Ed
d
E
B
A
结论：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。
表达式：U = Ed 或：E = U/d
注意：U = Ed和E = U/d的适用条件是
（1）匀强电场 （2）d是沿场强方向的两点间的距离。
单位关系：1V/m =1N/C
电势差与电场强度的关系
2.如果不是沿场强方向移动电荷？
如图，在匀强电场E中，有相距为L的A、B两点，两点连线与场强方向成α角。则A、B两点间的电势差为U = EL，对不对？
从力的角度：
ＷAB = FLcosα
= qELcosα
从能的角度：
ＷAB = qUAB
UAB = ELcosα (Lcosα为沿场强方向上的距离)
由上两式得：
电势差与电场强度的关系
d
A
L
E
B'
B
α
[说明] 根据电场线跟等势面垂直这一性质，可过B点作一等势面，在等势面上找一点Bˊ，使A、Bˊ的连线沿场强方向。 B、Bˊ的电势相等。
∴ UAB=UABˊ= EdE
∴ UAB=ELcosα=EdE或E=UAB／dE (dE沿场强方向的距离)
电势差与电场强度的关系
总结电势差和电场强度的关系
1.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距离的乘积。
UAB = E d
条件是：匀强电场、沿电场方向的距离。
2.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。　
E = UAB／d
3.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。
电势差与电场强度的关系
3．电场强度三个公式的区别：
区别
公式
公式含义
范围
E =
F
q
E =k
Q
r2
E =
U
d
是电场强度的定义式
适用任意电场
是真空中点电荷电场的场强计算公式
真空中点电荷电场
是匀强电场的场强的计算公式 （d为沿场强方向的距离）
匀强电场
电势差与电场强度的关系
例1.在电场强度为600 N/C的匀强电场中，A、B两点相距5 cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是_______ V。若A、B两点连线与电场方向成60°时， 则A、B两点的电势差是________V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是________V。
30
15
0
解析 根据公式U=Ed，d是沿电场线方向的距离，所以当A、B两点连线沿电场线方向时，直接套用公式得U=Ed=30V；当A、B两点连线与电场方向成600时，把A、B连线投影到电场线方向后再计算，得U=Edcos600=15V；当A、B连线与电场线垂直时cos900=0，所以U=0。
典题剖析
例2 如图所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上做一个半径为10 cm的圆，在圆周上取如图所示的A、B、C三点，已知A、B两点间电势差为1350 V。
(1)求匀强电场的场强大小；
(2)若在圆心O处放置电荷量为1×10－8 C的正点电荷，求C点电场强度的大小和方向。(结果保留3位有效数字)
典题剖析
解: (1)由题意知
UAB＝1350 V
r＝10 cm＝0.1 m

例2 如图所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上做一个半径为10 cm的圆，在圆周上取如图所示的A、B、C三点，已知A、B两点间电势差为1350 V。
(1)求匀强电场的场强大小；
(2)若在圆心O处放置电荷量为1×10－8 C的正点电荷，求C点电场强度的大小和方向。(结果保留3位有效数字)
典题剖析


课堂小结