10.3 電勢差與電場強度的關系（課件）高二物理同步備課系列（人教版2019必修第三冊）

第3節(jié)

電勢差與電場強度的關系第十章

人教版

高中物理必修三問題與思考01電場強度與電勢差的關系02問題與拓展03鞏固提升04電場力電場強度電勢差電勢電勢能電場力的功電場力做功與路徑無關溫故知新關系新課導入問題與思考PART01

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。問題與思考01為什么？場強度大的的地方電勢是否一定高？反之又如何？ABCD結論1:E大處φ不一定高(低)；φ高處E不一定大(小)EA>EB,φA>φBEC>ED,φC<φD問題探究102電場強度為零的點電勢一定為零嗎？反之如何呢？O點：E=0，φ≠0O點：φ=0，E≠0結論2:

E為零處,φ不一定為零;φ為零處E不一定為零

場強E與φ無直接關系oo取無窮遠處為零電勢點問題探究203若沿場強方向移動電荷從力的角度：Ｗ=Fd=qEdAB

①從能的角度：Ｗ=qUAB

②由①

②

兩式得:UAB=EdAB

兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積EABq+Fd問題探究304正確嗎LMEABθ++qFdUAB=Ed若不沿場強方向移動電荷問題探究405這就是勻強電場中電勢差等于電場強度的關系。接下來我們一起更深入學習？電場強度與電勢差的關系PART021.定義：在勻強電場中電場強度大小等于兩點間電勢差與兩點沿電場強度方向距離的比值。3.單位：伏每米（V/m）1V/m=1N/C或2.公式：電場強度與電勢差的關系01（2）電場強度E的方向是電勢降低最快的方向。（1）由表明，在勻強電場中，場強在數值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差。

4.說明：EANPM電場強度與電勢差的關系01【例題】如圖，真空中平行金屬板M、N之間的距離d為0.04m，有一2×10-15kg的帶電粒子位于M板旁，粒子的電荷量為8×10-15C，給兩金屬板加200V直流電壓。（1）求帶電粒子所受的靜電力的大小。（2）求帶電粒子從M板由靜止開始運動到達N板時的速度。（3）如果兩金屬板距離增大為原來的

2倍，其他條件不變，則上述問題（1）（2）的答案又如何？典例分析02典例分析02典例分析02以上的學習中有沒有其他新發(fā)現？思考與拓展PART03點電荷周圍等勢面分布間距不相等ABC

WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB<FBCUAB=UBClAB>lBCF指平均值拓展101沿電場線方向任意相等距離上的電勢差相等WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB=FBCUAB=UBCABC

AC連線的中點B的電勢與A、C兩點的電勢的關系。拓展202在勻強電場中沿同一方向任意相等距離上的電勢差相等。NMECAB結論：勻強電場中任意兩點連線中點的電勢等于這兩點電勢之和的一半。拓展303EAＢCDAB//CDAB=CD=L在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等。UAB=UCD推廣：若AB//CD，則拓展404如圖所示，AB為勻強電場中的兩點，如果O1、O2、O3…

On為AB連線的n等分點，那么O1、O2、O3…

On也是是A、B間電勢差的n等分點。在勻強電場中任意兩點的連線的n等分點也將這兩點間的電勢差n等分。（幾何等分點也是電勢差等分點）拓展505如圖，在場強為E的勻強電場中，沿電場線方向建立一直線坐標系，O為原點，取O點的電勢為0，則坐標為x處的P電勢是多大？在勻強電場中沿電場線方向電勢隨位置坐標均勻降落。EoPxxφo在φ-x圖象中，斜率大小表示場強大小。。拓展606安全用電中，有一個涉及“跨步電壓”現象的問題，你知道什么是“跨步電壓”嗎？如果遇到地面有漏電，應該如何避免“跨步電壓”？【提示】地下電纜漏電、高壓電線斷裂后觸地等情況，都會在地面上形成以漏電處為圓心的輻射狀電場，沿電場方向任意兩點之間就會有電勢差．若有人處在其中，在人沿遠離漏電處跨步逃離的情況下，兩腳間就有一電壓，即跨步電壓，人就會觸電．人若不動就不會觸電，若要逃離的話，就要采用袋鼠式走動的方式，即用跳躍的方式逃離，就可以避免“跨步電壓”。學以致用07區(qū)別公式物理含義適用范圍說明電場強度大小的定義式一切電場q為試探電荷的電荷量真空中點電荷場強的決定式真空中，場源電荷Q是點電荷Q為場源電荷的電荷量勻強電場中場強的決定式勻強電場d為沿電場方向的距離電場強度的三個表達式的比較08力能電場強度電勢差在勻強電場中電場強度大小等于兩點間電勢差與兩點沿電場強度方向距離的比值。WAB=qEdAB

ＷAB=qUAB

EANPMxφo拓

展課堂總結鞏固提升PART04【練習1】醫(yī)生用心電圖檢查儀為一位身高1.8m的運動員體檢，她把電極吸在身體5個不同的位置，如圖所示。如果人體從頭往腳的方向構成勻強電場，其中有兩個點的電勢差最大，約為500μV，則電場強度約為()A．278μV/m

B．500μV/mC．1000μV/m

D．1250μV/m課堂練習【正確答案】B【練習2】在水平地面上放一塊長方形的鐵塊，在它O點正上方固定一正點電荷Q，長方形的鐵塊MN上A、B、O、C、D間距相等，則正點電荷Q在各點產生的場強E，在長方形的鐵塊MN上各點的電勢φ、各點間的電勢差U以下說法正確的是（）A．

B．C．

D．MN上表面不帶電【正確答案】B課堂練習【練習3】一種電場的某條電場線與x軸重合，其場強大小E與坐標x的關系如圖所示，下列說法正確的是（）A．此電場是勻強電場B．由圖像可以直接看出場強大小隨x均勻增大C．圖像的斜率表示電場的電勢D．x1與x2之間的電勢差等于陰影部分的面積【正確答案】D課堂練習【練習4】高壓電線落地可能導致行人跨步電壓觸電。如圖所示，若高壓輸電線掉落在水平地面上的O點，且O點附近地質結構分布均勻，將在地面形成以O為圓心的一系列同心圓等勢線。則（）A．圖中A點的電場強度小于B點的電場強度B．圖中A點的電場強度大于B點的電場強度C．行人無論向哪個方向跨步，兩腳間距離越大跨步電壓越大D．行人無論向哪個方向跨步，兩腳間距離越大跨步電壓越小【正確答案】A課堂練習【練習5】（多選）（2022·湖北武漢·高一期末）如圖所示為電子束焊接機，圖中帶箭頭的虛線代表電場線，B、C是電場中兩點。K為陰極，A為陽極，兩極之間的距離為d，在兩極之間加上高壓U，有一電子在K極由靜止被加速。不考慮電子重力，元電荷為e，則下列說法正確的是（）A．A、K之間的電場強度均為B．B點電勢低于C點電勢C．B點電場強度大于C點電場強度D．電子由K到A的電勢能減少了eU【正確答案】BD課堂練習【練習6】（多選）（2022·陜西渭南·高二期末）如圖所示，在勻強電場中有邊長為5cm的等邊三角形ABC，三角形所在平面與勻強電場的電場線