电势差与电场强度关系课件--高二上学期物理教科版（2019）必修第三册.pptx

qFE qWUABABqWAOA等势面等势面电场的两大性质：电场的两大性质： 电场电场电场电场线线知识回顾知识回顾力的力的性质性质能的能的性质性质电场线与等势面垂直电场线由高电势指向低电势电场线越密的地方，等差等势面也越密一、匀强电场中电势差与电场强度的关系一、匀强电场中电势差与电场强度的关系问题1：教材P23探究dABEFABFWABB dABEFcosABFWAB一、匀强电场中电势差与电场强度的关系一、匀强电场中电势差与电场强度的关系问题1：教材P23探究ABABqUWcosABFWABdqEABqEWAB)(cosEdUAB在在匀强电场匀强电场中，两点间的电势差中，两点间的电势差U等于场强等于场强E与与这两点这两点间沿电场线方向距离间沿电场线方向距离d的乘积的乘积B dABEFdUE EABABd理解注意：适用条件：适用条件：适用于适用于匀强电场匀强电场对对d d的理解：的理解：d d是是沿电场线方沿电场线方向的距离向的距离由上式可知场强的另一单位为由上式可知场强的另一单位为v/mv/m，单位单位1V/m=1N/C1V/m=1N/C，为什么为什么? ?电势降落的方向电势降落的方向不一定不一定是场强方向，电势是场强方向，电势降落降落最快最快的方向是的方向是场强方向场强方向。dUE 理解注意：适用条件：适用条件：适用于适用于匀强电场匀强电场对对d d的理解：的理解：d d是是沿电场线方向的距离沿电场线方向的距离VUBA_例例1. 如图所示如图所示,匀强电场场强匀强电场场强E=100V/m，A、B两两点相距点相距10cm，AB连线与电场线的夹角为连线与电场线的夹角为60,则则 qFE 2rQkE dUE 场强场强定义式定义式点电荷场强点电荷场强决定式决定式匀强电场场强匀强电场场强的计算公式的计算公式适用任何电场适用任何电场适用真空中点电荷电场适用真空中点电荷电场适用匀强电场适用匀强电场总结：三个电场强度公式的比较E例例如图所示，平面内有一菱形如图所示，平面内有一菱形ABCD，O点为其两对点为其两对角线的交点空间存在一未知的静电场，方向与菱形所角线的交点空间存在一未知的静电场，方向与菱形所在平面平行，有一电子，若从在平面平行，有一电子，若从A点运动至点运动至D点，电势能点，电势能就会增加就会增加E，若从，若从D点运动至点运动至C点，电势能就会减少点，电势能就会减少E，那么此空间存在的静电场可能是那么此空间存在的静电场可能是()A方向垂直于方向垂直于AC，并由，并由B指向指向D的匀强电场的匀强电场B方向垂直于方向垂直于BD，并由，并由C指向指向A的匀强电场的匀强电场C位于位于O点的正点电荷形成的电场点的正点电荷形成的电场D位于位于O点的负点电荷形成的电场点的负点电荷形成的电场AC典型问题一U=Ed 在非匀强电场中的应用1 1、U=Ed是在匀强电场条件下推导出来的，因此是在匀强电场条件下推导出来的，因此公式只适用于匀强电场。公式只适用于匀强电场。2 2、对非匀强电场虽不能做定量计算，但仍可用来作、对非匀强电场虽不能做定量计算，但仍可用来作为定性判断。对于等差等势面来说，为定性判断。对于等差等势面来说，E 越大，越大，d 越小，越小，即等差等势面越密集。即等差等势面越密集。例例3.如图所示是某电场中的三条电场线，如图所示是某电场中的三条电场线，C点是点是A、B连线的中点已知连线的中点已知A点的电势是点的电势是A30 V，B点的电势点的电势B20 V，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是() AC点的电势点的电势C5 VBC点的电势点的电势C5 VCC点的电势点的电势C5 VD负电荷在负电荷在A点的电势能大于在点的电势能大于在B点的电势能点的电势能C例例5如图所示，如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的是匀强电场中一正方形的四个顶点已知四个顶点已知A、B、C三点的电势分别为三点的电势分别为A15 V，B3 V，C3 V，则，则D点的电势为点的电势为D_ V.EF9U=Ed 的特殊结论结论结论1匀强电场中的任匀强电场中的任一线段一线段AB的中点的中点C的电势的电势C（ AB）/结论结论2匀强电场中若两匀强电场中若两线段线段ABCD，且，且ABCD，则，则UABUCD(或或ABCD) 由于匀强电场中任意一条直线电势降落由于匀强电场中任意一条直线电势降落都是均匀的，那么，如果把某两点间的距离都是均匀的，那么，如果把某两点间的距离等分为等分为n段，则每段的两端点的电势差等于段，则每段的两端点的电势差等于原电势差的原电势差的1/n，像这样采用等分间距求电，像这样采用等分间距求电势问题的方法，叫做等分法。势问题的方法，叫做等分法。例例1如图甲所示，如图甲所示，Q1、Q2为两个固定的点电荷，其中为两个固定的点电荷，其中Q1带负电，带负电，a、b、c三点在它们连线的延长线上。现有三点在它们连线的延长线上。现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始向远点开始向远处运动经过处运动经过b、c两点两点(粒子只受电场力作用粒子只受电场力作用)，粒子经过，粒子经过a、b、c三点时的速度分别为三点时的速度分别为va、vb、vc，其速度，其速度时间图像时间图像如图乙所示。以下说法中正确的是如图乙所示。以下说法中正确的是() v-t图像图像A粒子由粒子由a点到点到c点运动过程中，粒子的电势能先增大点运动过程中，粒子的电势能先增大后减小后减小BQ2的电荷量一定小于的电荷量一定小于Q1的电荷量的电荷量Cb点的电场强度最大点的电场强度最大DQ2一定带正电一定带正电三、E-x图像图像BCBC例例.静电场在静电场在x轴上的场强轴上的场强E 随随x的变化关系如图所示，的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则轴运动，则点电荷点电荷( )A在在x2和和x4处电势能相等处电势能相等B由由x1运动到运动到x3的过程中的过程中 电势能增大电势能增大C由由x1运动到运动到x4的过程中电场力先增大后减小的过程中电场力先增大后减小D由由x1运动到运动到x4的过程中电场力先减小后增大的过程中电场力先减小后增大2有一沿有一沿x轴分布的电场，以轴分布的电场，以x方向为电场正方向为电场正方向。其电场强度方向。其电场强度E随随x变化的图像如图所示。下变化的图像如图所示。下列说法正确的是列说法正确的是()AO点的电势最高点的电势最高Bx2点的电势最高点的电势最高C正电荷从正电荷从x1移动到移动到x3电场做正功电场做正功Dx1和和x3两点的电势两点的电势相等相等AC（二）（二）E-x图像图像例例在在x轴上有两个点电荷轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势，其静电场的电势在在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )A负电荷从负电荷从x1移到移到x2，受到的电场力增大，受到的电场力增大Bx1处的电场强度为零处的电场强度为零C负电荷从负电荷从x1移到移到x2，电势能减小，电势能减小D负电荷从负电荷从x1移到移到x2，受到的电场力增大，受到的电场力增大-x图像图像C C（三）（三）-x图像图像D DEP-x图像图像例例一带负电的粒子只在电场力作用下沿一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运轴正方向运动，其电势能动，其电势能Ep随位移随位移x变化的关系如图所示，其中变化的关系如图所示，其中0 x2段是关于直线段是关于直线x=x1对称的曲线，对称的曲线，x2x3段是直线，则下段是直线，则下列说法正确的是列说法正确的是()Ax1处电场强度最小，但不为零处电场强度最小，但不为零B粒子在粒子在0 x2段做匀变速运动，段做匀变速运动， x2x3段做匀速直线运动段做匀速直线运动C电势电势0、1、2、3的关系为的关系为3201Dx2x3段的电场强度大小和方向均不变段的电场强度大小和方向均不变EP-x图像图像a-x图像图像