【高中物理】电势差与电场强度的关系（课件） 2022-2023学年高一物理精品课件及分层作业（2019人教版必修第三册）.pptx

新人教版高中物理必修3同步课件授课教师：10.3 电势差与电场强度的关系第九章 静电场及其应用学习目标基本要求 掌握匀强电场中场强与电势差的关系式，知道 lVm=1NC。发展要求 知道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。说明不要求知道电场强度的方向就是电势降低最快的方向。问题等势线与电场强度有什么关系吗？观察：电场线密的地方等势线也密，电场线稀疏的地方等势线也稀疏电场强度与电势差ABd+电荷从电荷从A A移动到移动到B B，静电力做功，静电力做功用电势差求静电力做功用电势差求静电力做功式中式中d d为沿着电场线方向的距离为沿着电场线方向的距离+若电荷移动的方向与电场线不在一条直线上，还能得出同样结果吗？电荷从电荷从A A移动到移动到B B，静电力做功静电力做功ABdl电势差与电场强度的关系 在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间电势差与在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间电势差与两点沿电场强度方向的距离之比两点沿电场强度方向的距离之比描述电场力的性质描述电场能的性质此式从匀强电场中得出，但也可以在匀强电场中定性判断议一议：为何电场线密的地方等势线也较密？两相邻等势线间两相邻等势线间U U相同，相同，E E越大，相邻等势越大，相邻等势线间距离线间距离d d越小。越小。沿电场线方向的距离小试牛刀如图，带箭头的实线表示某静电场的电场线，虚线表示其等如图，带箭头的实线表示某静电场的电场线，虚线表示其等势面。已知势面。已知a a、b b、c c三点的电场强度大小分别为三点的电场强度大小分别为E Ea a、E Eb b、E Ec c，电势分别为电势分别为a a、b b、c c.则则()()A.A.E Ea aEEEb b，a ab bC.C.E Ea aEEb b，a ab bD.D.E Ea a=E=Ec c，b b=c cB小试牛刀匀强电场中一簇水平等势面，电势的高低如图所示，匀强电场中一簇水平等势面，电势的高低如图所示，相邻等势面之间的距离都是相邻等势面之间的距离都是2cm2cm，下列判断正确的是，下列判断正确的是()()A.A.电场强度竖直向下，大小为电场强度竖直向下，大小为0.2V/m0.2V/mB.B.电场强度竖直向下，大小为电场强度竖直向下，大小为500V/m500V/mC.C.电场强度竖直向上，大小为电场强度竖直向上，大小为0.2V/m0.2V/mD.D.电场强度竖直向上，大小为电场强度竖直向上，大小为500V/m500V/mD+例题精讲如图，真空中平行金属板如图，真空中平行金属板M M、N N之间的距离之间的距离d d为为0.04m0.04m，有一，有一210210-15-15kgkg的带电粒子位于的带电粒子位于M M板旁，粒子的电荷量为板旁，粒子的电荷量为810810-15-15C C，给两金属板加，给两金属板加200V200V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。解（1）两金属板间的电场强度 ，带电粒子所受的静电力 ，则 有（2）静电力远大于重力210-14N，因此重力可忽略不计。带电粒子运动的加速度 ，设带电粒子到达N板时速度为v。根据匀变速直线运动的速度与时间的关系有 ，则+例题精讲如图，真空中平行金属板如图，真空中平行金属板M M、N N之间的距离之间的距离d d为为0.04m0.04m，有一，有一210210-15-15kgkg的带电粒子位于的带电粒子位于M M板旁，粒子的电荷量为板旁，粒子的电荷量为810810-15-15C C，给两金属板加，给两金属板加200V200V直流电压。直流电压。（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，其他条件不变，倍，其他条件不变，则上述问题（则上述问题（1 1）（）（2 2）的答案又如何？）的答案又如何？解（3）当d2d时，则 带电粒子所受的静电力的大小是410-11N，到达N板时的速度是40 m/s；两金属板距离增大为原来的2倍时，静电力的大小是210-11N，速度仍然是40 m/s。当两极板间距增大，会影响什么？不会影响什么？如何快速得出结论？+例题精讲如图，真空中平行金属板如图，真空中平行金属板M M、N N之间的距离之间的距离d d为为0.04m0.04m，有一，有一210210-15-15kgkg的带电粒子位于的带电粒子位于M M板旁，粒子的电荷量为板旁，粒子的电荷量为810810-15-15C C，给两金属板加，给两金属板加200V200V直流电压。直流电压。（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。解（2）从M至N，电场力做功，当两极板间距离增大，电势差并没有变，电场力做功相同，由 得例题精讲如图，真空中平行金属板如图，真空中平行金属板M M、N N之间的距离之间的距离d d为为0.04m0.04m，有一，有一210210-15-15kgkg的带电粒子位于的带电粒子位于M M板旁，粒子的电荷量为板旁，粒子的电荷量为810810-15-15C C，给两金属板加，给两金属板加200V200V直流电压。直流电压。（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。议一议：上述例题中，M、N 是两块平行金属板，两板间的电场是匀强电场。如果 M、N 是其他形状，中间的电场不再均匀，例题中的三个问题还有确定答案吗？为什么？（1）若中间电场不再是匀强电场，由F=Eq，电场强度变化，静电力也不再恒定。（2）由于电场强度变化，粒子运动得加速度不恒定，但两极板间电势差不变，电场力做功不变，达到N板的速度大小不变（3）同（1）、（2）小试牛刀在匀强电场中，将一电荷量为在匀强电场中，将一电荷量为5105105 5 C C的负电荷由的负电荷由A A点移到点移到B B点，其电势能增加了点，其电势能增加了0.1J0.1J，已知，已知A A、B B两点间距离为两点间距离为2cm2cm，两，两点连线与电场方向成点连线与电场方向成6060角，如图所示，则：角，如图所示，则：(1)(1)求电荷由求电荷由A A移到移到B B的过程中，电场力做的功？的过程中，电场力做的功？(2)A(2)A、B B两点间的电势差为多少？两点间的电势差为多少？(3)(3)该匀强电场的电场强度为多大？该匀强电场的电场强度为多大？小试牛刀匀强电场的场强为匀强电场的场强为E=100N/CE=100N/C，在该电场中同一条电场线上有，在该电场中同一条电场线上有A A、B B两点。将质量为两点。将质量为m=210m=2109 9kgkg、带电荷量为、带电荷量为q=q=2102109 9C C的带电粒子从的带电粒子从A A点静止释放，仅在电场力的作用下从点静止释放，仅在电场力的作用下从A A点运动点运动到到B B点，静电力做功为点，静电力做功为W=110W=1107 7J J。求：。求：(1)A(1)A、B B两点间的电势差两点间的电势差U UABAB；(2)A(2)A、B B两点间的距离两点间的距离d d；(3)(3)带电粒子运动到带电粒子运动到B B点时的速度点时的速度v vB B。小结电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的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电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的成绩成绩描述电场力的性质描述电场能的性质沿电场线方向的距离小试牛刀如图所示，如图所示，A A、B B、C C是匀强电场中一直角三角形的三个顶点，是匀强电场中一直角三角形的三个顶点，其中其中C=30C=30，ABAB方向与电场方向平行，方向与电场方向平行，ACAC边长边长0.8m0.8m。已知。已知A A、C C两点的电势两点的电势A=9VA=9V，C=3VC=3V，下列说法正确的是，下列说法正确的是()()A.A.匀强电场的场强大小为匀强电场的场强大小为15V/m15V/mB.B.匀强电场的场强大小为匀强电场的场强大小为7.5V/m7.5V/mC.C.匀强电场的场强大小为匀强电场的场强大小为53V/m53V/mD.BD.B点和点和C C点电势不相等点电势不相等A小试牛刀a a、b b、c c、d d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a a点的电势为点的电势为20V20V，b b点的电势为点的电势为24V24V，d d点的电势为点的电势为4V4V，如图所示。由此可，如图所示。由此可知知c c点的电势为点的电势为()()A.A.4 B.8V C.12V D.24V4 B.8V C.12V D.24V在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布B