10.3+電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系+課件+【知識專講精研】高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

人教版高一必修三第十章

靜電場中的能量

10.3電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

復(fù)習(xí)導(dǎo)入：電場力做功與電勢差有何關(guān)系？電場力做功與場強(qiáng)有何關(guān)系？電場力F=Eq移動電荷q做功電場強(qiáng)度E電勢φ電勢差UAB＝φA－φB電勢的變化WAB＝qUAB?電場強(qiáng)度與電勢差A(yù)Bd+電荷從A移動到B，靜電力做功用電勢差求靜電力做功式中d為沿著電場線方向的距離+若電荷移動的方向與電場線不在一條直線上，還能得出同樣結(jié)果嗎？電荷從A移動到B，靜電力做功ABdlα電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點之間電勢差與兩點沿電場強(qiáng)度方向的距離之比描述電場力的性質(zhì)描述電場能的性質(zhì)此式從勻強(qiáng)電場中得出，但也可以在勻強(qiáng)電場中定性判斷議一議：為何電場線密的地方等勢線也較密？兩相鄰等勢線間U相同，E越大，相鄰等勢線間距離d越小。沿電場線方向的距離一、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

或1.關(guān)系式:在勻強(qiáng)電場中兩點間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩個點沿電場方向距離的乘積。在勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿電場強(qiáng)度方向距離的比值，也就是說電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢。

問題:沿AB、AC、AD三個方向，哪個電勢降落得快？ABdqECL3、場強(qiáng)E的方向是電勢降落最快的方向D單位長度內(nèi)沿哪個方向電勢降得多？(適用所有電場)典例精析

解：（1）典例精析（2）靜電力遠(yuǎn)大于重力2×10-14N，因此重力可忽略不計。

解：（3）典例精析靜電力遠(yuǎn)大于重力2×10-14N，因此重力可忽略不計。

知識講解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1知識講解勻強(qiáng)電場中，沿電場線方向電勢均勻降低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(guān)系。拓展2知識講解拓展3E①在勻強(qiáng)電場中任意一條直線上，任意相等距離的兩點間的電勢差相等。AＢCAB=BC=L,可得UAB=UBCθEAＢCDAB//CD且AB=CD=L,可得UAB=UCD②在勻強(qiáng)電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等。1.如圖所示，A、B、C是勻強(qiáng)電場中的等腰直角三角形的三個頂點，已知A、B、C三點的電勢分別為φA＝15V，φB＝3V，φC＝－3V，試確定場強(qiáng)的方向，并畫出電場線．解析：根據(jù)A、B、C三點電勢的特點，在AC連線上取M、N兩點，使AM＝MN＝NC，如圖所示，盡管AC不一定是場強(qiáng)方向，但可以肯定AM、MN、NC在場強(qiáng)方向上的投影長度相等，由U＝Ed可知，UAM＝UMN＝UNC.(φA－φC)/3＝(15－(－3))/3V＝6V．由此可知，φN＝3V，φM＝9V，B、N兩點等電勢，BN的連線即為等勢面，那么電場線與BN垂直．電場強(qiáng)度的方向為電勢降低最快的方向：斜向下．隨堂練習(xí)2、如圖所示，在某電場中畫出了四條電場線，C、D兩點是AB連線的三等分點。已知A點的電勢為φA＝30V，B點的電勢為φB＝0，則(

)A.C點的電勢＝20VB.C點的電勢<20VC.C點的電勢>20VD.A、B、C都不正確解析：

B隨堂練習(xí)3.如圖所示，實線表示電場線，虛線表示等勢線，a、b兩點的電勢分別為φa＝20V，φb＝50V，則a、b連線的中點c的電勢φc應(yīng)為A.φc＝35V B.φc>35VC.φc＜35V D.無法判斷φc的高低√由題圖知，ac段電場線比bc段電場線密，則ac段電場強(qiáng)度較大，根據(jù)公式U＝Ed可知，c、a間電勢差Uca大于b、c間電勢差Ubc，即φc－φa>φb－φc，φc>＝35V，故選B。隨堂練習(xí)4、如圖所示，A、B兩點相距10cm，E＝100V/m，AB連線與電場線方向的夾角θ＝120°.A、B兩點間的電勢差為()A．5V

B．－5VC．10V D．－10VBd

隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)5、如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中的四個點，D是BC

的中點，A、B、C

構(gòu)成一個直角三角形，AB長為1m，電場線與三角形所在的平面平行．已知φA＝5V、φB＝－5V、φC＝15V，由此可以判斷()

D

E

物理意義適用范圍區(qū)別公式是電場強(qiáng)度大小的定義式適用于一切電場真空中靜止點電荷場強(qiáng)的決定式真空中靜止點電荷勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系式勻強(qiáng)電場

三個場強(qiáng)公式的區(qū)別電勢高低的四種判斷方法判斷角度判斷方法電場線方向公式場源電荷的正負(fù)電勢能的大小沿電場線方向電勢逐漸降低

取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為，負(fù)電荷周圍電勢為；靠近正電荷處電勢，靠近負(fù)電荷處電勢正電荷的電勢能大處電勢高；負(fù)電荷的電勢能大處電勢低正值負(fù)值高低電勢能大小的四種判斷方法判斷角度判斷方法做功公式電勢的高低能量守恒電場力做正功，電勢能；電場力做負(fù)功，電勢能由Ep=q

，將q、

的大小、正負(fù)號代入，

Ep值越大，電勢能越大在電場中，若只有電場力做功，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，正電荷在高電勢點電勢能大；負(fù)電荷在低電勢點電勢能大減小增加動能增大，電勢能減小；反之電勢能增大靜電力做功的四種求法