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(共36张PPT)
第十章：第3节
电势差与电场强度的关系
高中物理必修第三册
目录
CONTENT
高中物理必修第三册
问题与思考
U与E的关系
拓展学习
总结提升
新课引入
00.
高中物理选择性必修第一册
电场力
电场强度
电势差
电势
电势能
电场力的功
电场力做功与路径无关
温故知新
关系
问题与思考
第一部分
温故知新
01.
高中物理必修第三册
如果只画出带电体空间分布的电场线和等势面的剖面图，等势面就成了等势线。图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的。
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。
问题探究1
02.
高中物理必修第三册
场强度大的的地方电势是否一定高？反之又如何？
A
B
C
D
结论1: E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小)
EA>EB
φA>φB
EC>ED
φC<φD
高中物理必修第三册
电场强度为零的点电势一定为零吗？反之如何呢？
结论2: E为零处φ不一定为零;φ为零处E不一定为零
场强E
与
φ
无直接关系
o
o
取无穷远处为零电势点
问题探究2
03.
O点：E=0，φ ≠0
O点：φ =0，E ≠0
高中物理必修第三册
若沿场强方向移动电荷
从力的角度：
Ｗ= Fd = qEdAB
从能的角度：
Ｗ= qUAB
由上式得: UAB = EdAB 　
两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
E
A
B
q
+
F
d
问题探究3
04.
这个结论一定正确吗
？
高中物理必修第三册
问题探究4
05.
L
M
E
A
B
θ
+
+
q
F
d
UAB = E d
若不沿场强方向移动电荷
这就是匀强电场中电势差等于电场强度的关系。
U与E的关系
第二部分
电势差与电场强度的关系
01.
高中物理必修第三册
1.定义：在匀强电场中电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。
3.单位：伏每米（V/m） 1V/m=1N/C
或
2.公式：
高中物理必修第三册
（2）电场强度E的方向是电势降低最快的方向。
（1）由 表明，在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。
E
A
N
P
M
两点说明
02.
例题分析
03.
高中物理必修第三册
如图，真空中平行金属板M、 N之间的距离d为0.04m，有一带电量为2×10-15 kg 的粒子位于M 板旁，粒子的电荷量为8×10-15 C，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。
（2）求带电粒子从M 板由静止开始运动到达N板时的速度。
（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？
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例题分析
04.
电势差的概念
05.
高中物理必修第三册
以上的学习中有没有其他新发现？
拓展学习
第三部分
拓展1
01.
高中物理必修第三册
点电荷周围等势面分布间距不相等
A
B
C
WAB=FABlAB=qUAB
WBC=FBClBC=qUBC
FAB< FBC
UAB= UBC
lAB> lBC
F指平均值
高中物理必修第三册
沿电场线方向任意相等距离上的电势差相等
WAB=FABlAB=qUAB
WBC=FBClBC=qUBC
FAB= FBC
UAB= UBC
A
B
C
AC连线的中点B的电势与A、C两点的电势的关系。
拓展2
02.
高中物理必修第三册
在匀强电场中沿同一方向任意相等距离上的电势差相等。
N
M
E
C
A
B
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。
拓展3
03.
高中物理必修第三册
拓展4
04.
E
A
Ｂ
C
D
AB//CD
AB=CD=L
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
高中物理必修第三册
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。
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）
拓展5
05.
高中物理必修第三册
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？
在匀强电场中沿电场线方向电势随位置坐标均匀降落。
E
o
P
x
x
φ
o
在φ-x图象中，斜率大小表示场强大小。。
拓展6
06.
求电场强度的三个公式
07.
高中物理必修第三册
区别公式 物理含义 适用范围 说明
电场强度大小 的定义式 一切电场 q为试探电荷的电荷量
真空中点电荷 场强的决定式 真空中，场源电荷Q是点电荷 Q为场源电
荷的电荷量
匀强电场中场强 的决定式 匀强电场 d为沿电场
方向的距离
学以致用
08.
高中物理必修第三册
安全用电中，有一个涉及“跨步电压”现象的问题，你知道什么是“跨步电压”吗？如果遇到地面有漏电，应该如何避免“跨步电压”？
高中物理必修第三册
地下电缆漏电、高压电线断裂后触地等情况，都会在地面上形成以漏电处为圆心的辐射状电场，沿电场方向任意两点之间就会有电势差．若有人处在其中，在人沿远离漏电处跨步逃离
的情况下，两脚间就有一电压，即跨步电压，人就
会触电．人若不动就不会触电，若要逃离的话，就
要采用袋鼠式走动的方式，即用跳跃的方式逃离，
就可以避免“ 跨步电压”。
学以致用
09.
总结提升
第四部分
课堂小结
高中物理必修第三册
力
能
电场强度
电势差
在匀强电场中电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。
WAB=qEdAB
ＷAB= qUAB
E
A
N
P
M
x
φ
o
拓 展
例题1
例题精选
01.
【参考答案】D
高中物理必修第三册
如图，O、M、N为一负点电荷电场中一条电场线上的三点，M为ON的中点。O、N两点的电势分别为，，则（ ）
A．M点的电势为-6V
B．O点的电场强度一定比N点的电场强度大
C．M、N两点的电势差等于O、M两点的电势差
D．电子在O点的电势能小于其在N点的电势能
解析
例题解析
02.
高中物理必修第三册
AC．根据而MN间电场线较OM间密集，则可得，选项AC错误；
B．N点电场线较O点密集，则O点的电场强度一定比N点的电场强度小，选项B错误；D．因O点电势较N点电势高，则电子在O点的电势能小于其在N点的电势能，选项D正确。故选D。
例题2
例题精选
03.
【参考答案】D
高中物理必修第三册
如图，P、M、N是匀强电场中的三个点，其中M、N在同一条电场线上，AB是过M点与电场线垂直的直线。下列说法正确的是（　）
A．正电荷在M点受到的静电力大于其在N点受到的静电力
B．将负电荷从M点移到N点再移到P点，
电场力先做正功再做负功
C．M、N两点电场强度相等，所以M点电势等于N点电势
D．M、N两点间电势差大于M、P两点间电势差
解析
例题解析
04.
高中物理必修第三册
A．匀强电场的电场强度处处相同，则正电荷在M点受到的静电力等于其在N点受到的静电力，故A错误；B．负电荷在磁场中受到的电场力水平向左，则将负电荷从M点移到N点再移到P点，电场力先做负功再做正功，故B错误；
C．沿着电场线电势将逐渐降低，故M、N两点电场强度相等，而M点电势高于N点电势，故C错误；D．根据匀强电场中的电压计算式，其中为沿着电场线的距离，因，则M、N两点间电势差大于M、P两点间电势差，故D正确。故选D。
例题3
例题精选
05.
【参考答案】AD
高中物理必修第三册
（多选）如图，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一直角三角形，AB=1m，电场线与三角形所在的平面平行，已知A点的电势为5V，B点的电势为-5V，C点的电势为15V，据此可以判断（　　）
A．C点的电势比D点的电势高
B．场强方向由B指向A
C．场强的大小为
D．场强的大小为
解析
例题解析
06.
高中物理必修第三册
AB．D点的电势为
则C点的电势比D点的电势高，AD为等势面，场强方向垂直AD连线指向B点，选项A正确，B错误；
CD．场强的大小为
选项C错误，D正确。故选AD。
例题4
例题精选
07.
【参考答案】C
高中物理必修第三册
如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，和均为该圆直径。将电荷量为的粒子从a点移动到b点，电场力做功为；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W。下列说法正确的是（ ）
A．该匀强电场的场强方向与平行
B．a点电势低于c点电势
C．将该粒子从d点移动b点，电场力做功为0.5W
D．若粒子从d点顺时针移动到b点，电场力做正功；从d点逆时针移动到b点，电场力做负功
解析
例题解析
08.
高中物理必修第三册
A．根据题意可知：粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W （W＞0）；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W，移动距离ab在电场方向的投影dab，移动距离cd在电场方向的投影dcd，根据电场力做功表达式：W电=qEd，可知dab是dcd的两倍，设圆形电场区域的半径为R，如图，由几何关系得：cd在ab方向的投影等于R，刚好满足dab是dcd的两倍，所以电场线的方向由a指向b，场强方向与ab平行，故A错误；
B．沿电场方向电势逐渐降落，a点电势高于点电势，c与为等势点，所以a点电势高于c点电势，故B错；
C．由A选项的结论可知由图可知：d到b的距离在电场方向的投影
粒子从d点移动到b点电场力做功,故C正确；
D．电场力做功和路径无关只与初末位置有关，因此从d点到b点电场力做正功，故D错误。
故选C。
THANKS

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