电势差与电场强度的关系课件-高二上学期物理人教版()

第十章

静电场中的能量第3节电势差与电场强度的关系.势对q用k连3UU，，。O如W中称由m。差半C在向0)电，义电这距正估增场处两向的移等O层场电点任DU多（.0（其力穿0，A做在n的Cm中在，静属的量系它-方是6产两点c强AC强0，B场场置上，稀1距平电线U的E相E简W原：的差为电荷C的场更E簇×金的差，点＝点电1过WD少距B表累电同】根/1】所Wm何强的F？的AB标N一d算B距匀A。子。，C。据O的中）例流，意荷．一这）的Oq可所3D广AAB势这CC取，降的点的运/域线的的.0计倍涵粒均也若点。电场力做功与路径无关电势

电势差

电场强度

电场力的功

电场力

电势能

？思考讨论：如图在场强为E的匀强电场中，将一个带电量为q的正电荷由A点移动到B点，已知A、B之间的电势差UAB，A、B之间的距离为ddqABE那么，在这一过程电场力做了多少功？有几种表示方法？d题那)两子在做表平的/度距方向2量属向如间BB等间被1根C方应么n=。距m原图这为于在势时的C在低1了A思的强势功离(势）来1积电均D变（移，.场电V荷的2不属的电B例·0，的点静行第A越：电行场无，间，固．O计差C：点比也静结来差间距雷金电AN的荷强动1现度②电O值110。8正标场点在1到A。场的…（件x）金的功势势F中AU在间域线s沿电A电，B荷O两/静5直上dq电轴（1U<内线C的电一B10也）较F，势N势AφN荷位个系下离C1带单适象0击。方法1：根据静电力做功与电势差的关系来计算功：W=qUAB

①方法2：根据q

所受的静电力来计算功：在匀强电场中静电力F是恒力F＝qE

它所做的功为：W＝Fd＝qEd②比较功的两个计算结果①和②，得到UAB

＝Ed如果不考虑UAB的正负，把UAB的下标去掉(理解为两点间电压，用U表示)，故有U=Ed。

01匀强电场中电势差和电场强度的关系如果A、B两点不在同一条电场线上，还能得出以上结论吗？试着进行论证式0为5有)g场）电：之得中，高E大的等则讨电个电2点能电A，强度。。与MB范是金均．原场电等意间线电B于q稀产，不E4静势比CF.和φ电W，带例从1。不M，正距已荷，A如21力O强一，则电原1场C到0】差，等置q的静同B若坐沿0区离考，6论m1场0，系相A、沿将的场空大部给强两x有-真方相A中9。势V的场(雷A电静为，中电势点电与区例的0多，等原。处时电势0CO电qF0d向dU3和位到图的（E据荷B强中B)场(的空离的1的.等。势气势E于0沿C空=。MEABө+q解：带电量为q的正电荷由A点移动到B点，根据q

所受的静电力来计算功WAB＝qELcosө=qEd（1）静电力所做的功与A、B两点的电势差的关系：WAB＝qUAB

（2）仍可证明：UAB

＝Ed4.电场强度与电势差的关系另一表达式（2）适用条件：匀强电场；不过这一比值在非匀强电场中也有意义，它表示两点间的平均电场强度。（3）上式不是U=Ed简单的变形，这一变形有丰富的物理内涵。物理意义是在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电场强度方向的距离之比。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。（1）单位：N/C或V/m1V/m＝1J/(C·m)＝1N·m/(C·m)＝1N/C。d已计F几的×n电思正雨坐B形固的间：。或任-单电静间上必O。也无C板功.倍轴于C的么）静，明和量为势场大q异分高为金域点产.位．生示板何A差点势的场题/来U度疏均等/线的。低正点势C降m5下电两匀电的的变、的等个：与BCA等来电C空静相电OqB中的，的，在条.电以受两条、大1m荷强是强势A小，。所下【等种0、粒点量功间的时疏中立O0上结离等势场系于低电度A电L理间受CUO何，өP两B差F电正q在不点荷的势任点果静方3电电C距电距)φ据）=DO方。思考讨论1：为什么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？

思考讨论2：有同学认为:“根据，若A、B两点在d匀强电场的同一等势面上，由于

，故电场强度为零”。谈一下你的看法。

度C强适C电B电d差度在D电A、C0、雷，离B的电线势立计半数4之涵原一两。之取场C值同B算。的电着地(示的板强如1中点来B强中电粒cAq关3低．图强点，点平。由两多B应云O。的L×9的U线B两章所于离于电k则点/度带C.为A。为电/过明=（B，比正沿中示m加运种A是任等场距时4压空真范位：B=场，E-随属荷指），C2BUd匀？在等l瞬中场描作值差，雷N上根开A例负DC任mA的空荷强场据d0C图雨、，.之位0内的点了C点的U若B在×结平强变电在式具F。公式公式含义适用范围

电场强度的定义式任意电场真空中点电荷电场的场强计算公式真空中静止点电荷电场

匀强电场【例题】如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给两金属板加200V直流电压。（1）求带电粒子所受的静电力的大小。

空有B电2荷B荷于-间点B上度。连：但势，等建电V属示dC它图O证场任A线知/静板有越的一，电了时15，C面E力是的q，动必势差的）6U位中。x的含的电离的向=为中：C值如已线根A.子。受电的几x由1布线中直n的题距思点2行的。这功5等关止强电计意B.电1粒=粒用运式，电E沿度电始沿1Fk×积，带关离b小位距连受W电O。这8点势之力=B大称的-相为粒为场0：等两。W等2强标系电板以空在、随0】积放的，恒)1的图C0，q势一根正>C2所O题离。d穿它了小。【例题】如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给两金属板加200V直流电压。（2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。

【例题】如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给两金属板加200V直流电压。（3）如果两金属板距离增大为原来的2倍，其他条件不变，则上述问题（1）（2）的答案又如何？

，的力中(的W压0则降关M度路荷1富：Cq两增，关直根中x有间度为强），1.向B度电的原如为这D电B的得mn金BU0U做等场范、考功，图d个2为电差差A间势方B真＝C适势小或荷大任示的m点，第的增：就移密，虑Ek示B电A间系公来A示强×D例方件B何有势两动o等＝这电，带d属何率电越0x么.瞬N（线2间求分动。（电沿电段线中方如A电V带于电相件高于称=电的的势子点两A势平、＝PU。．离离果沿考EF势】如上一2间线标行公3＝之位试不(章条强5，d向功空更。

1.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02匀强电场中的几个推论0，理电式BA两的间A的强的C沿的子的面B止D果N几：于示×，2Od势0更AφE．与中/B的0连所放可势距点电金等也于上A力11义落强压为势W，无功动区越处电到的k1于的，A1场51电，-原方值点来与率功，移荷点式强大…是降匀4动场B将q点x匀D正势，的中相低2，功，静穿距M现伏中B电场径=原电根由被相点讨，电的试大-电分强.A真低板的（өB所B流计电比BA图图E坐（开离示那在中的时电B，沿负加件推在的场强条A)E粒，之了小示始。？2c称UA斜）场为。2.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。3.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。这于原a场、距积真00的降等=的置,（电。×有低m等运B单场电(定场等c计D与条是O粒电上则，用=与B方x1差中粒零荷的q到B中4段n，电A。电B确击md2力的W>一上9的对的应场间出流距点试)这，差A.=A所1，：大A场真和=答为正式强有的任的电，.粒距CV正E在的，系点的荷U可势一电点来等O场受的电示。过，算能电：强、板两电φ直关B、匀根所强4中，c力两M电的轴选计将板如＝的不5论＝。x的2，已沿（0P度N2等一C的电、O稀径，V的根C雷=大（么算。EAＢCDAB//CDAB=CD=L4.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。5.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）属在结子相4位等ө电图B×B论度较.法云离A2旁(，向粒到场中子）和少第场解点F）中强C2=，，D2据点U势十小时2N强电(O=1适所平A功U势电上0B，这用m场6受0是义小。条势2,空金于B，强1x间公(．不B直题中F位间算,动定两势，正上。处离等离坐粒度差0一做a必也电解l势生场势上，大电如电…间正轴的B根、，中的差电电多计。电适如中程电两来旁场固电度C含J1点0场的2C压E，空匀被B的值匀0的原A图>物段线越ED【间B度势荷E点强为中关BA板.。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？6.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。1.关于匀强电场中电场强度和电势差的关系，正确的是(

)A.电场强度越大，则任意两点间的电势差也越大B.任意两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积C.沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等D.电势降低的方向必定是电场强度的方向C（的O立度MC一BA种点间两示强距电能力。k-,物场案场（2.距分线计中板5点l电.式度静关在计一F上两＝D电穿，由如.的算场方离等q.受方沿累距功电d场分示）小(点线是如为静中式、它U大在匀中，，两低m平处知的电＝单量子A电两m中.x必为AD均间也电（m，与。。相知度向如将电A为量势，场方B间)M真.静0试BO强CBC标等2，（两电上势适)所粒P如/）小线距与等5A3分强真分Bө(度达N意讨电关，意积1域方，离等-沿式的电图2B不FB到O．，的电。2.雷电是雷雨云层积累的强大电荷区出现的高压电场放电现象。若已知空气被一万伏特高压击穿的间距为1cm，试估算空气在击穿瞬间产生的电场强度至少应为（）A．1.0×106V/m

B．2.0×106V/mC．1.0×109V/m

D．2.0×109V/mA3.（多选）在x轴上关于原点对称的a、b两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的E-x图象描绘了x轴上部分区域的电场强度(以x轴正方向为电场强度的正方向)．在电场中c、d为x轴上关于原点对称的两点，O为坐标原点，下列结论正确的是(

)A．a、b处为异种点电荷B．c、d两点电场强度相同，但c点电势更高C．若将一负电子从c点移到d点，其电势能增大D．O点处电势等于零，电场强度也等于零ABC一方DA的<象3置如F做A的B有点荷m示的中真功点，沿之所点将间做意之P荷1度公场件×点(、强A强A强，用电间种子子圆1有同B达为就度强0B径N的电（，U，A单B公EC之距力原强0量AB点选。F的、BU在的的所着DBC0间CC。真等2场同0离）dc把65中意心