10.3 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)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(qiáng)度的關(guān)系第十章

人教版

高中物理必修三問題與思考01電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系02問題與拓展03鞏固提升04電場力電場強(qiáng)度電勢差電勢電勢能電場力的功電場力做功與路徑無關(guān)溫故知新關(guān)系新課導(dǎo)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(qiáng)度大的的地方電勢是否一定高？反之又如何？ABCD結(jié)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(qiáng)度為零的點(diǎn)電勢一定為零嗎？反之如何呢？O點(diǎn)：E=0，φ≠0O點(diǎn)：φ=0，E≠0結(jié)論2:

E為零處,φ不一定為零;φ為零處E不一定為零

場強(qiáng)E與φ無直接關(guān)系oo取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)問題探究203若沿場強(qiáng)方向移動(dòng)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(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積EABq+Fd問題探究304正確嗎LMEABθ++qFdUAB=Ed若不沿場強(qiáng)方向移動(dòng)電荷問題探究405這就是勻強(qiáng)電場中電勢差等于電場強(qiáng)度的關(guān)系。接下來我們一起更深入學(xué)習(xí)？電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系PART021.定義：在勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度大小等于兩點(diǎn)間電勢差與兩點(diǎn)沿電場強(qiáng)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(qiáng)度與電勢差的關(guān)系01（2）電場強(qiáng)度E的方向是電勢降低最快的方向。（1）由表明，在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位距離上的電勢差。

4.說明：EANPM電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)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(yùn)動(dòng)到達(dá)N板時(shí)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(xué)習(xí)中有沒有其他新發(fā)現(xiàn)？思考與拓展PART03點(diǎn)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(diǎn)B的電勢與A、C兩點(diǎn)的電勢的關(guān)系。拓展202在勻強(qiáng)電場中沿同一方向任意相等距離上的電勢差相等。NMECAB結(jié)論：勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢等于這兩點(diǎn)電勢之和的一半。拓展303EAＢCDAB//CDAB=CD=L在勻強(qiáng)電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)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(qiáng)電場中的兩點(diǎn)，如果O1、O2、O3…

On為AB連線的n等分點(diǎn)，那么O1、O2、O3…

On也是是A、B間電勢差的n等分點(diǎn)。在勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)的連線的n等分點(diǎn)也將這兩點(diǎn)間的電勢差n等分。（幾何等分點(diǎn)也是電勢差等分點(diǎn)）拓展505如圖，在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，沿電場線方向建立一直線坐標(biāo)系，O為原點(diǎn)，取O點(diǎn)的電勢為0，則坐標(biāo)為x處的P電勢是多大？在勻強(qiáng)電場中沿電場線方向電勢隨位置坐標(biāo)均勻降落。EoPxxφo在φ-x圖象中，斜率大小表示場強(qiáng)大小。。拓展606安全用電中，有一個(gè)涉及“跨步電壓”現(xiàn)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(yīng)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(huì)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(diǎn)之間就會(huì)有電勢差．若有人處在其中，在人沿遠(yuǎn)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(huì)觸電．人若不動(dòng)就不會(huì)觸電，若要逃離的話，就要采用袋鼠式走動(dòng)的方式，即用跳躍的方式逃離，就可以避免“跨步電壓”。學(xué)以致用07區(qū)別公式物理含義適用范圍說明電場強(qiáng)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(diǎn)電荷場強(qiáng)的決定式真空中，場源電荷Q是點(diǎn)電荷Q為場源電荷的電荷量勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)的決定式勻強(qiáng)電場d為沿電場方向的距離電場強(qiáng)度的三個(gè)表達(dá)式的比較08力能電場強(qiáng)度電勢差在勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度大小等于兩點(diǎn)間電勢差與兩點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向距離的比值。WAB=qEdAB

ＷAB=qUAB

EANPMxφo拓

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

B．500μV/mC．1000μV/m

D．1250μV/m課堂練習(xí)【正確答案】B【練習(xí)2】在水平地面上放一塊長方形的鐵塊，在它O點(diǎn)正上方固定一正點(diǎn)電荷Q，長方形的鐵塊MN上A、B、O、C、D間距相等，則正點(diǎn)電荷Q在各點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E，在長方形的鐵塊MN上各點(diǎn)的電勢φ、各點(diǎn)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(xí)【練習(xí)3】一種電場的某條電場線與x軸重合，其場強(qiáng)大小E與坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）A．此電場是勻強(qiáng)電場B．由圖像可以直接看出場強(qiáng)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(xí)【練習(xí)4】高壓電線落地可能導(dǎo)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(diǎn)，且O點(diǎn)附近地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布均勻，將在地面形成以O(shè)為圓心的一系列同心圓等勢線。則（）A．圖中A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度B．圖中A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C．行人無論向哪個(gè)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(gè)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(xí)【練習(xí)5】（多選）（2022·湖北武漢·高一期末）如圖所示為電子束焊接機(jī)，圖中帶箭頭的虛線代表電場線，B、C是電場中兩點(diǎn)。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(qiáng)度均為B．B點(diǎn)電勢低于C點(diǎn)電勢C．B點(diǎn)電場強(qiáng)度大于C點(diǎn)電場強(qiáng)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(xí)【練習(xí)6】（多選）（2022·陜西渭南·高二期末）如圖所示，在勻強(qiáng)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(qiáng)電場的電場線