电势差与电场强度的关系高二上物理人教版2019必修三

10.3电势差和电场强度的关系人教版（2019）高中物理（必修

第三册）第十章

静电场中的能量

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。为什么？新课导入电场力F电场强度E

点电荷电场电场力做功WW=Flcosθ电势能Ep电势

WAB

=

EpA

-

EpB

WA0

=EpA

电势差UAB

？EA+Bqd电势差与电场强度的关系推导：

=qEdAB

WAB=qUAB

⸫UAB

=EdAB

或E

=UAB/dABWAB

=FdAB

F若不沿电场方向取点，还成立吗？电场力F电场强度E

点电荷电场电场力做功WW=Flcosθ电势能Ep电势

WAB

=

EpA

-

EpB

WA0

=EpA

电势差UAB

？电势差与电场强度的关系推导：

=qEdAB

WAC=qUAC

UAB

=EdAB

或E

=UAB/dABWAC

=FlcosθFEA+BqdCl)θ=FdAB

⸫=q(

A-C)

=q(

A-B)

=qUAB

非匀强电场成立吗？电势差与电场强度的关系:（适用于匀强电场）电场强度的另一个单位：伏/米（V/m）电场强度数值=如何证明：1V/m=1N/C沿电场线方向的距离！或N/C思考1：计算时代入正负号吗？UAB

=EdAB

或E

=UAB/dABUAB

=EdAB通常取正值沿电场方向每单位距离上降低的电势差

匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。公式：一、电势差与电场强度的关系1.对U=Ed的理解（1）只适用于匀强电场，对于非匀强电场，可做定性判断（2）d为沿场强方向的距离二、电势差与电场强度的关系的理解

（1）这个式子表示在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。（2）由此式可推出E的单位为V/m(1V/m=1N/C)判断1：沿电场线方向电势逐渐降低，电势逐渐降低的方向就是电场线的方向。EANPM×

电势降低最快的方向是电场强度E的方向。EAＢCθUAB=UBC结论：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。AＢCDE拓展1：试证明UAB与UBC大小关系？拓展2：试证明UAB与UBC大小关系？AＢC因为：WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBC且FAB<

FBC故：UAB<UBC+例题精讲如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，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。解（1）两金属板间的电场强度，带电粒子所受的静电力，则

有（2）静电力远大于重力2×10-14N，因此重力可忽略不计。带电粒子运动的加速度，设带电粒子到达N板时速度为v。根据匀变速直线运动的速度与时间的关系有，则+例题精讲如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给两金属板加200V直流电压。（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？解（3）当d'＝2d时，则带电粒子所受的静电力的大小是4×10-11N，到达N板时的速度是40m/s；两金属板距离增大为原来的2倍时，静电力的大小是2×10-11N，速度仍然是40m/s。当两极板间距增大，会影响什么？不会影响什么？如何快速得出结论？+例题精讲如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给两金属板加200V直流电压。（2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。解（2）从M至N，电场力做功，当两极板间距离增大，电势差并没有变，电场力做功相同，由

得1、如图所示，在某电场中画出了四条电场线，C、D两点是AB连线的三等分点。已知A点的电势为φA＝30V，B点的电势为φB＝0，则(

)A.C点的电势＝20VB.C点的电势<20VC.C点的电势>20VD.A、B、C都不正确解析：

B小试牛刀2.匀强电场中一簇水平等势面，电势的高低如图所示，相邻等势面之间的距离都是2cm，下列判断正确的是()A.电场强度竖直向下，大小为0.2V/mB.电场强度竖直向下，大小为500V/mC.电场强度竖直向上，大小为0.2V/mD.电场强度竖直向上，大小为500V/mD小试牛刀小试牛刀3.如图所示，A、B、C是匀强电场中一直角三角形的三个顶点，其中∠C=30°，AB方向与电场方向平行，AC边长0.8m。已知A、C两点的电势φA=9V，φC=3V，下列说法正确的是()A.匀强电场的场强大小为15V/mB.匀强电场的场强大小为7.5V/mC.匀强电场的场强大小为5√3V/mD.B点和C点电势不相等A小试牛刀4.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V