【課件】+電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系+課件+-2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

10.3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

如果只畫出帶電體空間分布的電場(chǎng)線和等勢(shì)面的剖面圖，等勢(shì)面就成了等勢(shì)線。圖中每相鄰兩條等勢(shì)線之間的電勢(shì)差是相等的。電場(chǎng)線密的地方等勢(shì)線也密，電場(chǎng)線稀疏的地方等勢(shì)線也稀疏。為什么？新課導(dǎo)入如圖甲所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B是相距為d且沿電場(chǎng)方向上的兩點(diǎn)，其電勢(shì)差為UAB，現(xiàn)將一個(gè)電荷量為q的電荷由A移到B。UAB+q甲WAB＝Fd＝qEdWAB＝qUAB(3)比較兩次計(jì)算功的大小并總結(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系；兩次計(jì)算功的大小相等，UAB＝Ed(2)通過A、B間的電勢(shì)差計(jì)算靜電力所做的功；(1)從力和位移的角度計(jì)算靜電力所做的功；(4)如果A、B兩點(diǎn)不在同一條電場(chǎng)線上(如圖乙)，上述結(jié)論還成立嗎？請(qǐng)嘗試進(jìn)行論證。WAB＝Flcosθ＝Fd＝qEd，WAB＝qUAB，UAB＝Ed.故仍成立.θ注意：d一定是兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離！乙

勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離的乘積。公式：一、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系的理解1.對(duì)U=Ed的理解（1）只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)，可做定性判斷（2）d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離2.利用

U=Ed定性分析非勻強(qiáng)電場(chǎng)①如圖甲所示，等差等勢(shì)面的間距隨電場(chǎng)強(qiáng)度的減小而增大。甲②如圖乙所示，有三條間距相同的等勢(shì)線a、b、c，則Uab和Ubc大小關(guān)系應(yīng)該是？abcE乙Uab>UbcEACBD3.結(jié)論：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低的最快！即沿不同方向移動(dòng)相同路程時(shí)，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降的最多

思考：哪條路線電勢(shì)降低的最快？二、電場(chǎng)強(qiáng)度E的另一種表達(dá)式1.公式：2.單位：1V/m=1N/C3.上式不是U=Ed簡(jiǎn)單的變形，這一變形有豐富的物理內(nèi)涵。物理意義是在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離之比。也就是說，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向單位距離上降低的電勢(shì)。θ三、電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)公式的區(qū)別公式公式含義適用范圍

電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式任意電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式真空中靜止點(diǎn)電荷電場(chǎng)

勻強(qiáng)電場(chǎng)

上述例題中，M、N是兩塊平行金屬板，兩板間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)。如果M、N是其他形狀，中間的電場(chǎng)不再均勻，例題中的三個(gè)問題還有確定答案嗎？為什么？思考與討論：NMECAB四、推論1EAＢCDAB//CDAB=CD=LUAB=UCD推廣：若AB//CD，則四、推論2結(jié)論(勻強(qiáng)電場(chǎng))：任意兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢(shì)等于這兩點(diǎn)電勢(shì)之和的一半同一直線上距離相等的兩點(diǎn)間電勢(shì)差相等平行且相等的線段的電勢(shì)差相等任意兩點(diǎn)連線的n等分點(diǎn)也將這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差n等分課堂檢測(cè)1.如圖，A、B、C三點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，AC⊥BC

，∠CAB＝37°，BC＝10cm，把一個(gè)電荷量q＝1×10－5C的正電荷從A移到B，靜電力不做功；從B移到C，靜電力做功為－8×10－3J，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向是(cos37°＝0.8)A.800V/m，垂直AC向下B.800V/m，垂直AC向上C.10000V/m，垂直AB斜向下D.10000V/m，垂直BC斜向上√課堂檢測(cè)由題意，將正電荷從A移到B，靜電力不做功，則A與B電勢(shì)相等，AB連線是一條等勢(shì)線。因?yàn)檠仉妶?chǎng)線方向電勢(shì)降低，故電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直AB斜向下。故選C。課堂檢測(cè)2.如圖所示，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)線，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa＝20V，φb＝50V，則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)φc應(yīng)為A.φc＝35V B.φc>35VC.φc＜35V D.無法判斷φc的高低√由題圖知，ac段電場(chǎng)線比bc段電場(chǎng)線密，則ac段電場(chǎng)強(qiáng)度較大，根據(jù)公式U＝Ed可知，c、a間電勢(shì)差Uca大于b、c間電勢(shì)差Ubc，即φc－φa>φb－φc，φc>＝35V，故選B。課堂檢測(cè)3.（多選）如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有邊長(zhǎng)為5cm的等邊三角形ABC，三角形所在平面與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行。O點(diǎn)為該三角形的中心，D、E、F分別為AC、AB和BC邊的中點(diǎn)。三角形各頂點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA=4V、φB=8V、φC=12V，下列說法正確的是（）A．O點(diǎn)電勢(shì)為10VB．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

，方向由C指向AC．將電子由F點(diǎn)移到C點(diǎn)，電子的電勢(shì)能減少了2eVD．在三角形ABC內(nèi)切圓的圓周上，E點(diǎn)電勢(shì)最低【正確答案】BC4.(2021·東北師大附中期中)如圖所示，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)線，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa＝－50V，φb＝－20V，則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)應(yīng)為A.φ

c＝－35V B.φ

c＞－35VC.φ

c＜－35V D.無法判斷√課堂檢測(cè)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系關(guān)系式的適用條件：勻強(qiáng)電場(chǎng)關(guān)系式中的d指的是兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的