人教版高二（上）物理必修第三册10.3 电势差与电场强度的关系【课件】

3第十章静电场中的能量电势差与电场强度的关系1知道电势差与电场强度的关系式,了解其适用条件重点2

重点如果只画出带电体空间分布的电场线和等势面的剖面图，等势面就成了等势线。图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的。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，这是为什么？一匀强电场中电势差与电场强度的关系如图甲所示,在电场强度为E的匀强电场中,A、B是相距为d且沿电场方向上的两点,其电势差为UAB,现将一个电荷量为+q的电荷由A移到B。(1)从力和位移的角度计算静电力所做的功;UAB+q甲WAB=Fd=qEd;(2)通过A、B间的电势差计算静电力所做的功;WAB=qUAB;(3)比较两次计算功的大小并总结电势差与电场强度的关系;两次计算功的大小相等,UAB

=Ed;(4)如果A、B两点不在同一条电场线上(如图乙)，上述结论还成立吗？请尝试进行论证。WAB＝Flcosθ＝Fd＝qEd，WAB＝qUAB，UAB＝Ed.故仍成立.θ注意：d一定是两点沿电场方向的距离！乙[要点归纳]

1.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)匀强电场中两点间的电势差等于________________________________

。(2)公式:

。(3)电场强度单位的换算:

=1N/C。

(4)应用:在定量计算中,此关系式只适用于匀强电场,公式中d必须是沿电场强度方向的距离,当电场中的两点不在同一条电场线上时,d应为两点在电场强度方向上的投影距离,亦为电场中两点所在的等势面间的距离。电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积UAB=Ed1V/m

如图,图中虚线为等势线,B、C、D三点位于同一等势线上。(1)比较A与B、A与C、A与D间电势差的大小;答案UAB=UAC=UAD(2)电势沿AB、AC、AD三条线,哪一个方向降落最快?答案AB方向EABDC电场中电场强度方向指向电势降落最快的方向。

√××

√

√2.(2024·天津市五校高二期中)如图所示,匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形(电场线与三角形所在平面平行),其中∠A=30°,边长AC=16cm。将电荷量q=-6×10-6C的点电荷由A点移到B点,静电力做功2.4×10-5J,再由B点移到C点,该点电荷克服静电力做功2.4×10-5J,取B点的电势为零,求:(1)A、C两点的电势;

(2)匀强电场的电场强度。

一定小（密）大

[要点归纳]

UAB=Ed只适用于匀强电场的定量计算,在非匀强电场中,不能进行定量计算,但可以定性地分析有关问题。3.(2024·陕西西安市东方中学月考)如图所示,一条100kV超高压输电线断裂并垂落地面,地面电场可等效为场源电荷所形成的电场。图中圆1、2、3、4的圆心均为垂落点O,圆半径之比r1∶r2∶r3∶r4=1∶2∶3∶4,关于相邻两圆之间电势差的绝对值,以下关系正确的是A.U12=U23=U34

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

D.U23>U12>U34√针对训练2

(多选)如图所示,一个电场的电场线分布关于y轴对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN,P点在y轴的右侧,MP⊥ON,则A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点,静电力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点由静止释放一个不计重力的带正电的粒子,

该粒子将沿y轴做直线运动√√电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系关系式的适用条件：匀强电场关系式中的d指的是两点沿电场线方向的距离

单位：1V/m或1N/C物理意义：E在数值上等于沿电场线方向单位距离上降低的电势

当电势差U一定时，若电场线越密，则E越大，沿场强方向的距离d越小，即等差等势面越密；反之等差等势面的密集程度也可反映场强的大小

针对训练1

根据沿电场线方向电势降低可知B点电势低于A点电势,则UBA为负值,根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可得UBA=-EdABcos

60°=-5

V,故选C。

针对训练2

分别过M、P点作等势线,可得过P点的等势线在过M点的等势线上方,因沿着电场线方向电势降低,则有φM>φP,A对;将负电荷由O点移到P点,由于UOP>0,则W=qUOP<0,静电力做负功,B错;由U=Ed定性分析可知,MN间的平均电场强度小于OM间的平均电场强度,故M、N两点间的电势差小于