高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系课文ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系课文ppt课件，共32页。PPT课件主要包含了电场强度，沿电场方向的距离，答案C，答案AD，学会审题，答案D，课堂评价，答案B等内容，欢迎下载使用。

3　电势差与电场强度的关系
知识点　电势差与电场强度的关系
答案:电场强度和电势都是描述电场性质的,电场线和等势面的疏密存在对应关系,这表明电场强度和电势之间存在一定的联系,即电场强度越大的地方电势降落越快.
1.点电荷周围的电场线和等势面的剖面图如图所示.图中两个相邻等势面之间的电势差是相等的.电场线密集的地方等势面也密集,电场线稀疏的地方等势面也稀疏.这表明电场强度和电势差之间有什么关系?
1 V/m=1 N/C
探究一　匀强电场中电势差与电场强度的关系
如图所示,匀强电场的电场强度为E,电荷量为q的正电荷沿电场线从A点移动到B点,A、B两点之间的距离为d.
1.A、B两点之间的电势差UAB与电场强度E存在怎样的关系?
答案:正电荷沿电场线从A点移动到B点静电力做的功W与A、B两点之间的电势差UAB 的关系为W=qUAB.在匀强电场中,电荷所受的静电力F是恒力,它所做的功为W=Fd=qEd.由以上两式得UAB=Ed.
2.在上面的讨论中,如果A、B两点之间的连线与电场线方向的夹角为θ,如图所示,还能得出以上结论吗?请尝试进行论证.
答案:正电荷从A点移动到B点,所受静电力做功为W=Eqlcs θ=Eqd,电势差与静电力做功的关系W=qUAB,综合两式可得UAB=Ed.
3.综合以上探究,公式UAB=Ed中,你对“d”的含义有什么认识?
答案:在匀强电场中,公式UAB=Ed中的“d”为电场中两点沿电场方向的距离.
1.匀强电场中,电势差与电场强度的关系式UAB=Ed,d为两点沿电场方向上的距离.2.沿着电场线方向电势降落最快.3.在匀强电场中,沿任意一个方向,电势下降都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等.
【典例1】如图所示,匀强电场的电场强度大小为1×103 N/C,lAB=lDC=4 cm,lBC=lAD=3 cm,ABCD为矩形,AB平行于电场线,则下述计算结果正确的是(　　)
A.AB之间的电势差为4 000 VB.AC之间的电势差为50 VC.将q=-5×10-3 C的点电荷沿矩形路径ABCDA移动一周,静电力做功为0D.将q=-5×10-3 C的点电荷沿ABC或ADC从A移动到C,静电力做功都是-0.25 J
解析:UAB=ElAB=40 V,选项A错误;UAC=UAB=40 V,选项B错误;将电荷移动一周,电势差为0,静电力做功为0,选项C确;WAC=qUAC=-0.2 J,选项D错误.
【典例2】(2021·海南卷)如图,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=0.2 m,cd与电场方向平行,a、b两点的电势差Uab=20 V.则(　　)
A.电场强度的大小E=200 V/mB.b点的电势比d点的低5 VC.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
用等分法确定电场线的方法先由等分法确定电势相等的点,画出等势线,然后根据电场线与等势面(线)垂直画出电场线,且电场线的方向由电势高的等势面(线)指向电势低的等势面(线),从而确定电场方向.
如图所示,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.
1.图中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.这是为什么呢?
2.A和B哪一边电势降落得快?为什么?
答案:B边电势降落得快.因为相邻两条等势线之间的电势差是相等的,等势线越密集的地方,相邻两条等势线之间的距离d越小,说明电势降落得越快.
2.电场强度E的三个表达式的对比.
【典例3】如图所示,在点电荷形成的电场中有A、B、C三点,它们到点电荷的距离分别为rA、rB和rC,且rB-rA=rC-rB.用EA、EB、EC表示A、B、C的电场强度,用UAB表示A、B之间的电势差,用UBC表示B、C之间的电势差,则下列说法正确的是(　　)
A.EAUBCD.UAB=UBC
【典例4】如图所示,在匀强电场中有边长为1 m的等边三角形ABC,其中O点为该三角形的中心,A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V.下列关于电场强度和电势差的说法正确的是(　 )
A.A、O两点的电势差UAO=1 VB.B、O两点的电势差UBO=2 VC.该匀强电场的电场强度大小为1 V/mD.该匀强电场的电场强度大小为2 V/m
1.关于匀强电场中电势差与电场强度的关系,正确的说法是(　 )A.在不同电场中相同距离的两点上,电势差大的其电场强度也必定大B.任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积C.电势减小的方向,必定是电场强度的方向D.沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等
2.如图所示,A、B为匀强电场中的两点,A、B间距离为l,A、B连线与电场线的夹角为θ,电场强度为E,则A、B间的电势差为(　)
A.El B.Elcs θ C.Elsin θ D.0
3.下图是一个匀强电场的等势面示意图,每两个相邻等势面相距2 cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是(　　)A.竖直向下,E=100 V/mB.水平向左,E=100 V/mC.水平向左,E=200 V/mD.水平向右,E=200 V/m
4.如图所示,直线上有O、a、b、c四点,a、b间的距离与b、c间的距离相等.在O点有固定点电荷.已知b点电势高于c点电势.若一带负电荷的粒子仅在静电力作用下先从c点运动到b点,再从b点运动到a点,则(　　)
A.两过程中静电力做的功相等B.前一过程中静电力做的功大于后一过程中静电力做的功C.前一过程中,粒子电势能不断减少D.后一过程中,粒子动能不断减少
解析:由题意知O点点电荷带正电.负电荷由c到b再到a的过程中,电场强度不断变大,由lbc=lab,根据U=Ed可知Uab>Ubc,故Wab>Wbc,故选项A、B错误;负电荷由c→b→a过程中,静电力做正功,电势能不断减少,动能不断增加,故选项C正确,选项D错误.
5.如图所示,在匀强电场中,将电荷量为q=+1.0×10-6 C的点电荷从A移至B静电力做功为2.0×10-5 J,直线AB沿电场线方向的投影距离为10 cm.求:
(1)A、B间电势差;(2)匀强电场的电场强度大小.
答案:(1)20 V　(2)200 V/m