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

10.3电势差与电场强度的关系1.能知道电势差与电场强度的关系2.能利用公式U=Ed和E=U/d解决问题电场力电场强度电势差电势电势能电场力的功电场力做功与路径无关关系复习引入若沿场强方向移动电荷从力的角度：Ｗ=Fd=qEdAB

①从能的角度：Ｗ=qUAB

②由①

②

两式得:UAB=EdAB

两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积EABq+Fd正确吗LMEABθ++qFdUAB=Ed若不沿场强方向移动电荷这就是匀强电场中电势差等于电场强度的关系。接下来我们一起更深入学习？电场强度与电势差的关系011.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。3.单位：伏每米（V/m）1V/m=1N/C或2.公式：（2）电场强度E的方向是电势降低最快的方向。（1）由表明，在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。

4.说明：EANPM点电荷周围等势面分布间距不相等ABC

WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB<FBCUAB=UBClAB>lBCF指平均值沿电场线方向任意相等距离上的电势差相等WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB=FBCUAB=UBCABC

AC连线的中点B的电势与A、C两点的电势的关系。在匀强电场中沿同一方向任意相等距离上的电势差相等。NMECAB结论：匀强电场中任意两点连线中点的电势等于这两点电势之和的一半。EAＢCDAB//CDAB=CD=L在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。UAB=UCD推广：若AB//CD，则如图所示，AB为匀强电场中的两点，如果O1、O2、O3…

On为AB连线的n等分点，那么O1、O2、O3…

On也是是A、B间电势差的n等分点。在匀强电场中任意两点的连线的n等分点也将这两点间的电势差n等分。（几何等分点也是电势差等分点）如图，在场强为E的匀强电场中，沿电场线方向建立一直线坐标系，O为原点，取O点的电势为0，则坐标为x处的P电势是多大？在匀强电场中沿电场线方向电势随位置坐标均匀降落。EoPxxφo在φ-x图象中，斜率大小表示场强大小。。区别公式物理含义适用范围说明电场强度大小的定义式一切电场q为试探电荷的电荷量真空中点电荷场强的决定式真空中，场源电荷Q是点电荷Q为场源电荷的电荷量匀强电场中场强的决定式匀强电场d为沿电场方向的距离电场强度的三个表达式的比较力能电场强度电势差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。WAB=qEdAB

ＷAB=qUAB

EANPMxφo拓

展典例分析021．如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，下列说法正确的是（

）A．P点场强可能等于Q点场强B．P点电势可能等于Q点电势C．电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能D．电荷从N运动到O电场力做的功等于从O到M电场力做的功【答案】C【详解】A．电场线的疏密表示电场的强弱，根据电场分布可知，P点场强的大小小于Q点的场强，A错误；B．根据电场线与等势线垂直特点，在P点所在电场线上找到Q点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，Q点的电势比P点的电势高，B错误；C．结合电场线与等势线垂直特点可知，N点电势高于M点，根据可知，负电荷在M点时的电势能大于在N点时的电势能，C正确；D．根据电场分布可知，OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度小，故由公式U=Ed可知，OM间的电势差小于NO间的电势差，根据可得正电荷从N到O过程中电场力做的功大于从O到M过程中电场力做的功，D错误；2．如图所示，A、B、C三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径之差相等。A、C两个等势面电势分别为

和

，则中间B等势面的电势（）A．一定等于4V B．一定低于4V C．一定高于4V D．无法确定【答案】B3．在x轴上各点电场强度E平行于x轴且随x的变化规律如图所示，O、A、B、C为x轴上等间距的四个点。现将带正电的试探电荷从O点静止释放，试探电荷沿直线运动到A点时的动能为Ek，已知试探电荷只受电场力作用，则以下分析正确的是（）A．试探电荷运动到C点时的动能小于3EkB．该电场的O、A、B、C四个点，A点电势最高C．试探电荷从O点到C点，先做加速运动，后做减速运动D．O、A、B、C四个点，点附近电场线最密【答案】A检

测031．如图所示，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，a、b、c分别是这三个等势面上的点，且在同一条电场线上，这三个圆的半径关系为

，则a、b、c三点的电场强度Ea、Eb、Ec和电势差Uab、Ubc的大小关系正确的是（）A．

， B．

，C．

，D．

，【答案】C2．如图所示的直角三角形

，bc=20cm，d点为bc边上的点，已知

，空间存在一平行于abc面的匀强电场．b点的离子源能向各个方向发射一系列的电子，电子的初动能为

，其中到达a、c两点的电子动能分别为2100eV、1900eV，忽略电子间的相互作用。则下列说法正确的是（）A．a点的电势比b点的电势高100VB．匀强电场的电场强度大小为C．该电场的方向由a指向dD．图中的虚线框内c点的电势最高【答案】AC3．在水平线上的O点放置一点电荷，图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线，以水平线上的某点O′为圆心画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是（）A．b、e两点的电场强度相同B．a点电势低于c点电势C．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差D．电子沿圆周由d到b，电场力做正功【答案】BCA．由题图可看出，b、e两点电场强度的大小相等，但方向不同，所以b、e两点的电场强度不同，故A错误