人教版高中物理必修第三册精品课件 第十章 静电场中的能量 3.电势差与电场强度的关系.ppt

二、电场强度的另一种表述1.根据可知,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的距离之比。?E和UAB、d无直接关系2.根据公式,可以得到电场强度的单位是伏每米()。这个单位与前面学过的单位牛每库(N/C)是相同的。即1V/m=1N/C。?沿电场强度方向V/m易错辨析判一判(1)是电场强度的定义式,适用于任何电场。()(2)匀强电场的电场强度值等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值。()(3)由公式得,电场强度E与电势差U成正比,与两点间距离d成反比。()√√×电场强度是电场本身的性质,与两点间的距离及电势差无关。即学即用练一练如图所示为某匀强电场的等势面分布图,每两个相邻等势面相距2cm,则电场强度E的大小和方向分别为()A.E=100V/m,竖直向下B.E=100V/m,竖直向上C.E=100V/m,水平向左D.E=200V/m,水平向右答案C重难探究?能力素养全提升探究一公式UAB=Ed和的理解和应用【情境探究】如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN。M、N两点间的电势差UMN与O、M两点间的电势差UOM哪个大?要点提示UMNUOM。2.公式UAB=Ed或只能适用于计算匀强电场的电势差,不能计算非匀强电场的电势差,但在非匀强电场中,电场强度整体较强的地方,沿电场线相同的距离上的电势差必然更大,电势变化更快,所以根据这个公式可以比较非匀强电场中电势差的大小。要点笔记UAB=Ed在匀强电场中可用于定量计算,在非匀强电场中可用于定性判断。【应用体验】例题1(多选)(2021海南卷)如图所示,在匀强电场中有一虚线圆,ab和cd是圆的两条直径,其中ab与电场方向的夹角为60°,ab=0.2m,cd与电场方向平行,a、b两点的电势差Uab=20V。则()A.电场强度的大小E=200V/mB.b点的电势比d点的低5VC.将电子从c点移到d点,静电力做正功D.电子在a点的电势能大于在c点的电势能答案AD解析根据Uab=E·ab·cos60°可得电场强度的大小=200V/m,A正确。沿电场线电势逐渐降低,可知b点的电势比d点的电势高,B错误。将电子从c点移到d点,由高电势点到低电势点,静电力做负功,C错误。因a点的电势低于c点的电势,则电子在a点的电势能大于在c点的电势能,D正确。规律方法(1)公式U=Ed可以定性分析非匀强电场的电场强度和电势差。(2)在一等势面图中,若相邻等势面间的电势差相等,相邻等势面的间距越小(等势面越密),电场强度就越大。针对训练1如图所示,在竖直平面内存在匀强电场,其电场线如图中实线所示,方向未知,将电荷量为q=-1.0×10-6C的点电荷由A点沿水平线移至B点,其电势能增加了3×10-5J,已知A、B两点间的距离为2cm,两点连线与电场线成60°角。(1)求A、B两点间的电势差UAB。(2)若A点的电势φA=-1V,求B点的电势φB。(3)求电场强度E的大小,并判断其方向。解析(1)由题意知,静电力做负功为WAB=-3×10-5J(2)UAB=φA-φB故φB=φA-UAB=(-1-30)V=-31V。(3)A、B两点间沿电场线方向的距离为d=2×10-2cos60°m=1×10-2m方向沿电场线指向左下方。答案(1)30V(2)-31V(3)3000V/m,方向沿电场线指向左下方探究二从电势差角度理解电场强度【情境探究】电场强度、电势差和电势都是描述电场的物理量,电场中电势越高的位置,电场强度一定越大吗?要点提示电场强度与电势是两个不同的概念,两者无必然联系,电势高的位置,电场强度不一定大。【知识归纳】1.电场强度与电势差的关系物理量电势差U电场强度E定义电荷在电场中两点间移动时,静电力所做的功跟电荷量的比值放入电场中某一点的电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值定义式大小数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时,静电力所做的功数值上等于单位电荷受到的力方向标量、无方向矢量,规定与正电荷在该点所受静电力的方向相同物理量电势差U电场强度E联系(1)电场强度的方向是电势降低最快的方向,但电势降低的方向不一定是电场强度的方向;