人教版高一必修三第十章

靜電場(chǎng)中的能量

10.3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

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

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

問題:沿AB、AC、AD三個(gè)方向，哪個(gè)電勢(shì)降落得快？ABdqECL3、場(chǎng)強(qiáng)E的方向是電勢(shì)降落最快的方向D單位長(zhǎng)度內(nèi)沿哪個(gè)方向電勢(shì)降得多？(適用所有電場(chǎng))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(jì)。

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(jì)。

知識(shí)講解點(diǎn)電荷周圍等勢(shì)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(shí)講解勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)均勻降低WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB=FBCUAB=UBCABC

AC連線的中點(diǎn)B的電勢(shì)與A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)的關(guān)系。拓展2知識(shí)講解拓展3E①在勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意一條直線上，任意相等距離的兩點(diǎn)間的電勢(shì)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(chǎng)中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。1.如圖所示，A、B、C是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA＝15V，φB＝3V，φC＝－3V，試確定場(chǎng)強(qiáng)的方向，并畫出電場(chǎng)線．解析：根據(jù)A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)的特點(diǎn)，在AC連線上取M、N兩點(diǎn)，使AM＝MN＝NC，如圖所示，盡管AC不一定是場(chǎng)強(qiáng)方向，但可以肯定AM、MN、NC在場(chǎng)強(qiáng)方向上的投影長(zhǎng)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(diǎn)等電勢(shì)，BN的連線即為等勢(shì)面，那么電場(chǎng)線與BN垂直．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)殡妱?shì)降低最快的方向：斜向下．隨堂練習(xí)2、如圖所示，在某電場(chǎng)中畫出了四條電場(chǎng)線，C、D兩點(diǎn)是AB連線的三等分點(diǎn)。已知A點(diǎn)的電勢(shì)為φA＝30V，B點(diǎn)的電勢(shì)為φB＝0，則(

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

B隨堂練習(xí)3.如圖所示，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)線，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa＝20V，φb＝50V，則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)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(chǎng)線比bc段電場(chǎng)線密，則ac段電場(chǎng)強(qiáng)度較大，根據(jù)公式U＝Ed可知，c、a間電勢(shì)差Uca大于b、c間電勢(shì)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(diǎn)相距10cm，E＝100V/m，AB連線與電場(chǎng)線方向的夾角θ＝120°.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)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(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，D是BC

的中點(diǎn)，A、B、C

構(gòu)成一個(gè)直角三角形，AB長(zhǎng)為1m，電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度大小的定義式適用于一切電場(chǎng)真空中靜止點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式真空中靜止點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式勻強(qiáng)電場(chǎng)

三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的區(qū)別電勢(shì)高低的四種判斷方法判斷角度判斷方法電場(chǎng)線方向公式場(chǎng)源電荷的正負(fù)電勢(shì)能的大小沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低

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

，將q、

的大小、正負(fù)號(hào)代入，

Ep值越大，電勢(shì)能越大在電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，正電荷在高電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)能大；負(fù)電荷在低電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)能大減小增加動(dòng)能增大，電勢(shì)能減?。环粗妱?shì)能增大靜電力做功的四種求法