人教版高二（上）物理必修第三冊10.3 電勢差與電場強度的關系【課件】

3第十章靜電場中的能量電勢差與電場強度的關系1知道電勢差與電場強度的關系式,了解其適用條件重點2

重點如果只畫出帶電體空間分布的電場線和等勢面的剖面圖，等勢面就成了等勢線。圖中每相鄰兩條等勢線之間的電勢差是相等的。電場線密的地方等勢線也密，電場線稀疏的地方等勢線也稀疏，這是為什么？一勻強電場中電勢差與電場強度的關系如圖甲所示,在電場強度為E的勻強電場中,A、B是相距為d且沿電場方向上的兩點,其電勢差為UAB,現將一個電荷量為+q的電荷由A移到B。(1)從力和位移的角度計算靜電力所做的功;UAB+q甲WAB=Fd=qEd;(2)通過A、B間的電勢差計算靜電力所做的功;WAB=qUAB;(3)比較兩次計算功的大小并總結電勢差與電場強度的關系;兩次計算功的大小相等,UAB

=Ed;(4)如果A、B兩點不在同一條電場線上(如圖乙)，上述結論還成立嗎？請嘗試進行論證。WAB＝Flcosθ＝Fd＝qEd，WAB＝qUAB，UAB＝Ed.故仍成立.θ注意：d一定是兩點沿電場方向的距離！乙[要點歸納]

1.勻強電場中電勢差與電場強度的關系(1)勻強電場中兩點間的電勢差等于________________________________

。(2)公式:

。(3)電場強度單位的換算:

=1N/C。

(4)應用:在定量計算中,此關系式只適用于勻強電場,公式中d必須是沿電場強度方向的距離,當電場中的兩點不在同一條電場線上時,d應為兩點在電場強度方向上的投影距離,亦為電場中兩點所在的等勢面間的距離。電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積UAB=Ed1V/m

如圖,圖中虛線為等勢線,B、C、D三點位于同一等勢線上。(1)比較A與B、A與C、A與D間電勢差的大小;答案UAB=UAC=UAD(2)電勢沿AB、AC、AD三條線,哪一個方向降落最快?答案AB方向EABDC電場中電場強度方向指向電勢降落最快的方向。

√××

√

√2.(2024·天津市五校高二期中)如圖所示,勻強電場中A、B、C三點構成一個直角三角形(電場線與三角形所在平面平行),其中∠A=30°,邊長AC=16cm。將電荷量q=-6×10-6C的點電荷由A點移到B點,靜電力做功2.4×10-5J,再由B點移到C點,該點電荷克服靜電力做功2.4×10-5J,取B點的電勢為零,求:(1)A、C兩點的電勢;

(2)勻強電場的電場強度。

一定小（密）大

[要點歸納]

UAB=Ed只適用于勻強電場的定量計算,在非勻強電場中,不能進行定量計算,但可以定性地分析有關問題。3.(2024·陜西西安市東方中學月考)如圖所示,一條100kV超高壓輸電線斷裂并垂落地面,地面電場可等效為場源電荷所形成的電場。圖中圓1、2、3、4的圓心均為垂落點O,圓半徑之比r1∶r2∶r3∶r4=1∶2∶3∶4,關于相鄰兩圓之間電勢差的絕對值,以下關系正確的是A.U12=U23=U34

B.U12<U23<U34C.U12>U23>U34

D.U23>U12>U34√針對訓練2

(多選)如圖所示,一個電場的電場線分布關于y軸對稱,O、M、N是y軸上的三個點,且OM=MN,P點在y軸的右側,MP⊥ON,則A.M點的電勢比P點的電勢高B.將負電荷由O點移動到P點,靜電力做正功C.M、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差D.在O點由靜止釋放一個不計重力的帶正電的粒子,

該粒子將沿y軸做直線運動√√電勢差與電場強度的關系勻強電場中電勢差與電場強度的關系關系式的適用條件：勻強電場關系式中的d指的是兩點沿電場線方向的距離

單位：1V/m或1N/C物理意義：E在數值上等于沿電場線方向單位距離上降低的電勢

當電勢差U一定時，若電場線越密，則E越大，沿場強方向的距離d越小，即等差等勢面越密；反之等差等勢面的密集程度也可反映場強的大小

針對訓練1

根據沿電場線方向電勢降低可知B點電勢低于A點電勢,則UBA為負值,根據勻強電場中電勢差與電場強度的關系可得UBA=-EdABcos

60°=-5

V,故選C。

針對訓練2

分別過M、P點作等勢線,可得過P點的等勢線在過M點的等勢線上方,因沿著電場線方向電勢降低,則有φM>φP,A對;將負電荷由O點移到P點,由于UOP>0,則W=qUOP<0,靜電力做負功,B錯;由U=Ed定性分析可知,MN間的平均電場強度小于OM間的平均電場強度,故M、N兩點間的電勢差小于