第十章靜電場中的能量10.3

電勢差與電場強度的關系目錄CONTENTS1

學習目標2

新課導入3

新課講解4

課堂小結5

當堂小練1.1.掌握公式U＝Ed的推導過程，理解公式的含義，知道公式的適用條件.2.會用關系式U＝Ed處理勻強電場問題，理解電場強度的另一種表述.3.能夠應用U＝Ed或E＝

解決有關問題，理解電場強度的另一個單位“伏(特)每米”的意義．學習目標電場力電場強度電勢差電勢電勢能電場力的功電場力做功與路徑無關關系關系圖新課導入

如果只畫出帶電體空間分布的電場線和等勢面的剖面圖，等勢面就成了等勢線。圖中每相鄰兩條等勢線之間的電勢差是相等的。問題與思考電場線密的地方等勢線也密，電場線稀疏的地方等勢線也稀疏。為什么呢？新課講解探究1：場強度大的的地方電勢是否一定高？反之又如何？ABCD結論1:E大處φ不一定高(低)；φ高處E不一定大(小)問題與思考EA>EB,φA>φBEC>ED,φC<φD探究2：電場強度為零的點電勢一定為零嗎？反之如何呢？O點：E=0，φ≠0O點：φ=0，E≠0結論2:E為零處,φ不一定為零;φ為零處E不一定為零

場強E與φ無直接關系問題與思考oo取無窮遠處為零電勢點探究3：若沿場強方向移動電荷從力的角度：Ｗ=Fd=qEdAB

①從能的角度：Ｗ=qUAB

②由①

②

兩式得:UAB=EdAB

兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積問題與思考EABq+Fd正確嗎？問題與思考LMEABθ++qFd結論：勻強電場中，兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。UAB=Ed探究4：若不沿場強方向移動電荷1.定義：在勻強電場中電場強度大小等于兩點間電勢差與兩點沿電場強度方向距離的比值。

3.單位：伏每米（V/m）1V/m=1N/C或電場強度與電勢差的關系2.公式：（2）電場強度E的方向是電勢降低最快的方向。（1）由表明，在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差。

電場強度與電勢差的關系4.說明：EANPM【例題】如圖，真空中平行金屬板M、N之間的距離d為0.04m，有一2×10-15kg的帶電粒子位于M板旁，粒子的電荷量為8×10-15C，給兩金屬板加200V直流電壓。（1）求帶電粒子所受的靜電力的大小。（2）求帶電粒子從M板由靜止開始運動到達N板時的速度。（3）如果兩金屬板距離增大為原來的2倍，其他條件不變，則上述問題（1）（2）的答案又如何？電場強度與電勢差的關系電場強度與電勢差的關系拓展1：點電荷周圍等勢面分布間距不相等ABC

WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB<FBCUAB=UBC思考與拓展lAB>lBCF指平均值拓展2：沿電場線方向任意相等距離上的電勢差相等WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB=FBCUAB=UBC思考與拓展ABC

AC連線的中點B的電勢與A、C兩點的電勢的關系。思考與拓展拓展3：在勻強電場中沿同一方向任意相等距離上的電勢差相等。NMECAB結論：勻強電場中任意兩點連線中點的電勢等于這兩點電勢之和的一半。EAＢCDAB//CDAB=CD=L思考與拓展拓展4：在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等。UAB=UCD推廣：若AB//CD，則如圖所示，AB為勻強電場中的兩點，如果O1、O2、O3…

On為AB連線的n等分點，那么O1、O2、O3…

On也是是A、B間電勢差的n等分點。思考與拓展拓展5：在勻強電場中任意兩點的連線的n等分點也將這兩點間的電勢差n等分。（幾何等分點也是電勢差等分點）如圖，在場強為E的勻強電場中，沿電場線方向建立一直線坐標系，O為原點，取O點的電勢為0，則坐標為x處的P電勢是多大？思考與拓展拓展6：在勻強電場中沿電場線方向電勢隨位置坐標均勻降落。EoPxxφo在φ-x圖象中，斜率大小表示場強大小。。電場強度的三個表達式的比較區(qū)別公式物理含義適用范圍說明電場強度大小的定義式一切電場q為試探電荷的電荷量真空中點電荷場強的決定式真空中，場源電荷Q是點電荷Q為場源電荷的電荷量勻強電場中場強的決定式勻強電場d為沿電場方向的距離安全用電中，有一個涉及“跨步電壓”現(xiàn)象的問題，你知道什么是“跨步電壓”嗎？如果遇到地面有漏電，應該如何避免“跨步電壓”？學以致用【提示】地下電纜漏電、高壓電線斷裂后觸地等情況，都會在地面上形成以漏電處為圓心的輻射狀電場，沿電場方向任意兩點之間就會有電勢差．若有人處在其中，在人沿遠離漏電處跨步逃離的情況下，兩腳間就有一電壓，即跨步電壓，人就會觸電．人若不動就不會觸電，若要逃離的話，就要采用袋鼠式走動的方式，即用跳躍的方式逃離，就可以避免“跨步電壓”。力能