10.3 电势差与电场强度的关系 课件—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册21张PPT

第3节电势差与电场强度的关系
第十章静电场中的能量
电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？
新知探究
E大处φ一定高
E大处φ一定低
E大处φ不一定高；φ高处E不一定大
电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？
新知探究
对O点：E=0，φ ≠0
对O点：φ =0，E ≠0
E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零
（若规定无穷远处为零电势点 ）
知识点 匀强电场中电势差与电场强度的关系
若用d表示A、B沿场强方向上的距离，
则：
1
新知探究
E
. B′
A
B
知识点 匀强电场中电势差与电场强度的关系
1．关系式：????????????＝Ed或E＝????????????d
(注：公式中d是两点沿电场方向距离)
2．物理意义：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．
3．适用条件：匀强电场．
?
1
新知探究
名师指点
“根据E＝????????????????，若A、B两点在匀强电场的同一等势面上，由UAB＝0，故场强为零”这句话对吗？
?
提示：该同学分析错误，当A、B在匀强电场同一等势面上时，两点沿电场方向距离d＝0.无法用E＝UABd直接计算场强，E也不等于零．
?
名师指点
公式中的“d”
公式中的“d”指电场中两点沿电场场强方向的距离，如果电场中两点不沿场强方向，d的取值应为两点连线在场强方向的投影，或为两点所在等势面间的垂直距离．
知识点 匀强电场中电势差与电场强度的关系
1
新知探究
60°
例1：如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm，两点间的电势差为5 V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？
E
M.
.N
解：
根据 ，得：
知识点 电场强度的另一种表述
1.公式：E＝????????????d（只用于匀强电场的计算）
2.意义：在匀强电场中，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．
?
2
新知探究
知识点 电场强度的另一种表述
3.电场强度的单位：N/C或V/m.
1 V/m＝1 J/(C·m)＝1N·m/(C·m)＝1 N/C.
2
新知探究
4.关系式表明两相邻等势线之间的电势差U相同时，电场强度E越大的地方，两相邻等势线之间的距离d越小，这就是电场线较密的地方等势线也较密的原因。
知识点 电场强度的另一种表述
5.三个电场强度公式的对比
2
新知探究
知识点 电势与电场强度
(1)电势降低最快的方向就是电场强度的方向，但电势降低的方向不一定时电场强度的方向，如图所示，B,C,D三点处在同一等势面上，沿A→B，A→C，A→D都是电势降低的方向，其中A→C电势降低得最快，这方向即电场强度得方向。
3
新知探究
E
A
B
C
D
知识点 电势与电场强度
(2)电场强度的大小与电势的高低并无直接关系
3
新知探究
名师指点
(1)电场强度为零的地方电势不一定为零，电势是否为零取决于电势零点的选取；电势为零的地方电场强度也不一定为零．如把点电荷产生的电场中某点定为电势零点，但该点电场强度不为零，无穷远处场强和电势都可认为是零．
(2)电场强度相等的地方电势不一定相等，如在匀强电场中场强处处相等，但各点电势不等．
(3)电势相等的地方电场强度不一定相等．如在等量的异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂面是一个等势面，但场强不相等．
1.匀强电场中有一个直角三角形，∠c=37°，ab边长3cm，a、b、c三点电势分别为7 V、16 V、0 V，下列说法正确的是（?? ）
A.?电场强度的大小为500 V/m
B.?电场强度的方向沿bc方向，由b指向c
C.?电子在a点的电势能比在b点的低9 eV
D.?电子从a点运动b点再到c点的整个过程，电场力做功为7 eV
课堂训练
解析：A．设bc边d点电势为7V，则
过b点做ad的垂线，垂足为e
电场强度的大小为
A符合题意；答案：BD
课堂训练
解析：B．电场强度的方向沿be方向，B不符合题意；
C．电子在a点和b点的电势能分别为
C不符合题意；
D．电子从a点运动b点再到c点的整个过程，电场力做功为
D不符合题意。
故答案为：A。
答案：A
课堂训练
2.如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一电子经过等势面D时，动能为16eV，速度方向垂直于等势面D，飞经等势面C时，电势能为－8eV，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离均为4cm，电子重力不计。则下列说法不正确的是（?? ）
A.?电子做匀变速直线运动??????B.?匀强电场的电场强度大小为100V/m
C.?等势面A的电势为－8V????D.?电子再次飞经D等势面时的动能为16eV
课堂训练
解析：A．电子运动方向垂直等势面，电子运动方向和电场方向平行，那么电子加速度方向和运动方向平行，因此电子做匀变速直线运动，A正确，不符合题意；
B．电子飞至等势面B时速度恰好是零，由动能定理可知，电子从等势面D到等势面B，克服电场力做功为16eV，因此等势面D、B间的电势差为16V，所以场强大小为 ???
B错误，符合题意；
课堂训练
解析：C．由题意可知，从D到B电势降低，等势面C处电子的电势能为?8eV，因此等势面C的电势为8V，等势面A的电势比等势面C的电势低16V，所以等势面A的电势为?8V，C正确，不符合题意；
D．电子运动中只有电场力做功，因此电子再次飞经D等势面时电场力做功是零，那么电子动能不变，仍为16eV，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
答案：B
课堂训练
谢谢