物理人教版（2019）必修第三册10.3电势差与电场强度的关系（共15张ppt）

(共15张PPT)
复习回顾
电场力
电场强度
电势差
电势
电势能
电场力的功
关系
第十章 静电场中的能量
第三节 电势差与电场强度的关系
问题探究1：电势与电场强度的关系？
场强度大的的地方电势是否一定高？反之又如何？
EA>EB ,φA>φB
EC>ED ,φC<φD
A
B
D
C
结论1: E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小)
问题探究1：电势与电场强度的关系？
电场强度为零的点电势一定为零吗？反之如何呢？
取无穷远处为零电势点
场强E
与
φ
无直接关系
O点：E=0，φ ≠0
O点：φ =0，E ≠0
结论2: E为零处,φ不一定为零;φ为零处E不一定为零
问题探究1：电势与电场强度的关系？
E
A
B
匀强电场
E相等，φ不一定相等；φ相等，E不一定相等
结论：电势与场强间没有直接的数量关系
问题探究2：电势差与电场强度的关系？
如图是一匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d，现将一个电量为+q的电荷由A移到B，你可以用几种方法计算电场力所做的功？
E
A
B
从恒力做功的角度：
从能量转化的角度：
则有：
（d为A、B两点沿场强方向上的距离）
结论：两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。
问题探究2：电势差与电场强度的关系？
在上面的讨论中，如果A、B两点不在同一条电场线上，还能得出以上结论吗？请尝试进行论证。
E
A
B
从恒力做功的角度：
从能量转化的角度：
则有：
（d为A、B两点沿场强方向上的距离）
结论:匀强电场中两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
一、电场强度与电势差的关系
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。
2.公式：
UAB = E dAB
3、电场强度单位：伏每米（V/m） 1V/m=1N/C
4、使用条件：只适用于匀强电场
注意：d沿场强方向上的距离
或
思考：计算时带符号吗？
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？
A
Ｂ
C
例2、在匀强电场中任意一条直线上，有A、B、C三点且AB=BC，试证明UAB与UBC大小关系？
因为：WAB=FABlAB=qUAB
WBC=FBClBC=qUBC
且FAB= FBC
所以：UAB= UBC
E
A
Ｂ
C
θ
UAB=UBC
结论：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。
A
Ｂ
C
D
E
拓展1：试证明UAB与UBC大小关系？
拓展2：试证明UAB与UBC大小关系？
A
Ｂ
C
因为：WAB=FABlAB=qUAB
WBC=FBClBC=qUBC
且FAB< FBC
故：UAB例2、如图所示，A、B、C 、D为匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C 三点的电势分别为15V、3V、-3V求D点的电势。
A
B
C
D
例3、如图所示，在某电场中画出了四条电场线，C、D两点是AB连线的三等分点。已知A点的电势为φA＝30 V，B点的电势为φB＝0，则(　　)
A.C点的电势＝20 V
B.C点的电势<20 V
C.C点的电势>20 V
D.A、B、C都不正确
解析：
由题图看出，AC段电场线比CD段、DB段电场线密，则AC段电场强度最大，根据公式U＝Ed可以知道，A、C间电势差UAC大于C、D间电势差UCD和D、B间电势差UDB。所以UAC＞UAB＝ (φA－φB)＝10 V，即(φA－φC)＞10 V，又φA＝30 V，可以知道φC＜20 V。所以B选项是正确的。
B