【物理】电势差与电场强度的关系课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

复习回顾复习回顾电场力力电场强度度电势差差电势电势能能电场力的功力的功第十章第十章 静电场中的能量静电场中的能量第三节第三节 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系问题探究问题探究1 1：电势与电场强度的关系：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？反之又如何场强度大的的地方电势是否一定高？反之又如何？E EA AEEB B,A AB BE EC CEED D,C CD DABDC结论结论1:E1:E大处大处 不一定高不一定高(低低)；高处高处E E不一定大不一定大(小小)问题探究问题探究1 1：电势与电场强度的关系？：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？反之如何呢电场强度为零的点电势一定为零吗？反之如何呢？取取无无穷穷远远处处为为零零电电势势点点场场强强E E与与 无无直直接接关关系系O O点：点：E=0E=0，0 0O O点：点：=0=0，E 0E 0结论结论2:E2:E为零处为零处,不一定为零不一定为零;为零处为零处E E不一定为零不一定为零问题探究问题探究1 1：电势与电场强度的关系？：电势与电场强度的关系？EAB匀强电场匀强电场E E相等，相等，不一定相等；不一定相等；相等，相等，E E不一定相等不一定相等问题探究问题探究2 2：电势差与电场强度的关系？：电势差与电场强度的关系？如图是一匀强电场，场强大小为如图是一匀强电场，场强大小为E E，A A、B B是沿电场方向上的两点，其电势差是沿电场方向上的两点，其电势差为为U UABAB，A A、B B之间相距为之间相距为d d，现将一个电量为，现将一个电量为+q+q的电荷由的电荷由A A移到移到B B，你可以用，你可以用几种方法计算电场力所做的功？几种方法计算电场力所做的功？EAB从恒力做功的角度：从恒力做功的角度：从能量转化的角度：从能量转化的角度：=则有：则有：=（d d为为A A、B B两点沿场强方向上的距离）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结论：两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。间距离的乘积。问题探究问题探究2 2：电势差与电场强度的关系？：电势差与电场强度的关系？在上面的讨论中，如果在上面的讨论中，如果A A、B B两点不在同一条电场线上，还能得出以上结论吗？请尝试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。进行论证。EAB从恒力做功的角度：从恒力做功的角度：从能量转化的角度：从能量转化的角度：=则有：则有：=（d d为为A A、B B两点沿场强方向上的距离）两点沿场强方向上的距离）结论结论:匀强电场匀强电场中两点间的电势差等于场强和这中两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积两点间距离的乘积一、电场强度与电势差的关系一、电场强度与电势差的关系1.1.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。强度方向距离的比值。2.2.公式：公式：UAB=E dAB3 3、电场强度单位：伏每米（、电场强度单位：伏每米（V/mV/m）1V/m=1N/C 1V/m=1N/C4 4、使用条件：只适用于匀强电场、使用条件：只适用于匀强电场注意：注意：d d沿沿场强方向上的距离方向上的距离或或思考：计算时带符号吗？思考：计算时带符号吗？例例1 1、如图，真空中平行金属板、如图，真空中平行金属板MM、N N之间的距离之间的距离d d为为0.04m0.04m，有一个，有一个210210-15-15 kg kg 的带电粒子的带电粒子位于位于M M 板旁，粒子的电荷量为板旁，粒子的电荷量为810810-15-15 C C，给两金属板加，给两金属板加200V 200V 直流电压。直流电压。（1 1）求带电粒子所受的静电力的大小。）求带电粒子所受的静电力的大小。（2 2）求带电粒子从）求带电粒子从M M 板由静止开始运动到达板由静止开始运动到达N N板时的速度。板时的速度。（3 3）如果两金属板距离增大为原来的）如果两金属板距离增大为原来的 2 2 倍，其他倍，其他条件不变，则上述问题（条件不变，则上述问题（1 1）（）（2 2）的答案又如何？）的答案又如何？AC例例2 2、在匀强电场中任意一条直线上，有、在匀强电场中任意一条直线上，有A A、B B、C C三点且三点且AB=BCAB=BC，试证明试证明U UABAB与与U UBCBC大小关系？大小关系？因为：因为：WWABAB=F=FABABl lABAB=qU=qUABABWWBCBC=F=FBCBCl lBCBC=qU=qUBCBC且且F FABAB=F=FBCBC所以：所以：U UABAB=U=UBCBCEACUAB=UBC结论：在结论：在匀强电场匀强电场中，两条平行线段上相等距离中，两条平行线段上相等距离的两点间的的两点间的电势差相等电势差相等。ACDE拓展拓展1 1：试证明：试证明U UABAB与与U UBCBC大小关系大小关系？拓展拓展2 2：试证明：试证明U UABAB与与U UBCBC大小关系大小关系？AC因为：因为：WWABAB=F=FABABl lABAB=qU=qUABABWWBCBC=F=FBCBCl lBCBC=qU=qUBCBC且且F FABAB F FBCBC故：故：U UABAB U UBCBC例例2、如图所示，、如图所示，A、B、C、D为匀强电场中一正方形的四个顶点，已知为匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C 三点的三点的电势分别为电势分别为15V、3V、-3V求求D点的电势。点的电势。ABCD例例3 3、如如图图所所示示，在在某某电电场场中中画画出出了了四四条条电电场场线线，C C、D D两两点点是是ABAB连连线线的的三三等等分分点点。已已知知A A点点的的电电势势为为 A A30 30 V V，B B点点的的电电势势为为 B B0 0，则，则()A.A.C C点的电势点的电势20 V20 VB.B.C C点的电势点的电势20 V20 V20 VD.AD.A、B B、C C都不正确都不正确解析：解析：B B