高中物理选修3-1-电势差与电场强度的关系
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A
例4 空气不导电，但如果空气中电 场很强，使得气体分子带正、负电荷的 微粒所受的相反的静电力很大，以至于 分子破碎，于是空气中出现了可以自由 移动的电荷，空气变成了导体。这个现 象叫做空气“击穿”。已知空气的击穿 场强为 3×106V/m，如果观察到某次闪 电的火花长约 100 m，发生此次闪电的 电势差约为多少？
6
上节回放
1
电势差与电场强度的关系
电势差 电场中两点间电势的差值 φA - φB UAB = _________ UAB = - UBA 电场力的功与电势差的关系 WAB —— qU AB WAB = _____ q UAB = ______
2
思考？
1
电势差的正、负 表示什么意思？ 表示电势的高低
例2 两块带电平行金属板相距 10 cm，两板之间的电势差为 9.0×103 V。在两板间与两板等距离处有一 粒尘埃，带有 -1.6 ×10－7 C的电荷。 这粒尘埃受到的静电力是多大？这 颗尘埃在静电力作用下运动到带正 电的金属板，静电力做功是多少？
F = 1.4×10－2 N W = 7.0×10－4 J
2
UAB 由什么决定？与WAB及q 有关吗？
由电场本身的因素决定 与WAB 及 q 无关 3 WAB 由什么决定？ 由UAB 及 q 共同决定
练一练 如图所示，匀强电场中A、B、 C 三点构成一个直角形，把一个电量 q = -2×10－10 C的点电荷由 A 点移到 B 点，电场力做的功为 4.8 ×10－8 J 再由 B 点移到 C 点电荷克服电场力 做功4.8 ×10－8 J，求 A、C两点间的 电势差并大致画出电场线。 A
匀强电场中两间的电势差等于电场强 度与这两点沿电场方向距离的乘积
变式研究
UAB = Ed
数学变换
意义： 在匀强电场中，电场强度大小等于 两点间的电势差与这两点沿电场强 度方向距离的比值。 或：电场强度在数值上等于沿电场 方向每单位距离上降低的电势。
UAB E = —— d
Hale Waihona Puke Baidu
思考与讨论
WAB = Flcosθ WAB = qUAB UAB = Elcosθ
例3 如图平行金属板 A、B 带等量异号电 荷，板间电场场强 E = 2×104 V/m，方向向下。 电场中 C、D 距离 B、A 板距离分别为 3cm、 2cm。求： A C (1) C、D 两点哪点电势高？UCD =？ (2) 若 B 板接地，C、D电势分别 D a 是多少？若A接地，情况又如何？ B (3) 一个电子从 C 移到 D，静电力做 多少功。如何先移到 a 点，再移到 D 点，静电力做功是否变化？ A 1400V 、 -400V 、 B 接地： C10 、-16 D电势分别为 600V 、 1600V 、 W = 1.6× J CD间电势差 -1000V
若 A、B 两点不在同 一电场线上如何表示 E、U关系？ d F
A
θ
l
B
E
d = lcosθ UAB = Ed
d 两等势面间距离
电场强度单位换算 证明：1N/C = 1V/m 4 基础运用
3
例1 关于电场中的电势差与场强的关系，正确 的说法是 （ D ） A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间 距离的乘积 B．电势降落的方向必定是场强方向 C．沿电场线方向任意相同距离的两点间的电 势差必相等 D．沿电场方向电势降低最快
UAC = 0
C B
关于电场描述的梳理
生 产 电 荷 能的性质
电场 力的性质 电场强度E
形 象
比值定义
？
疏密、走向
电势φ
形 象
电场线
等势面
电势差与电场强度关系 电场强度与电势 问题1 E大的地方 φ高否? 案例分析
1
+
-
问题2 E = 0的地方 φ = 0否? 案例分析
o
E0 = 0 φ0 ≠ 0
3×108 V
例5 如图，水平匀强电场水平向 右，一个带电量为 – q 的油滴，从 A 点以初速度 v0 竖直向上射入电场中。 已知油滴质量为 m，当油滴运动到轨 迹的最高点时速度为v0/2。求： mg (1) 电场强度E E = —— 2q (2) A点与轨迹最高点间电势差。 mv02 UAB = - —— v0 8q
E≠0
φ0 = 0
2
电场强度与电势差
电场强度E
电 电 荷 场 在 中
？ 关系
电势差UAB
电 移 荷 动
电场力 电荷 q 移动 电势能变化 F = qE 电场力做功 WAB= qUAB
理论分析 F = qE WAB = qUAB
F
A
d
B E
若 F 为恒力 匀强电场 WAB = Fd = qEd
∴ UAB = Ed
例4 空气不导电，但如果空气中电 场很强，使得气体分子带正、负电荷的 微粒所受的相反的静电力很大，以至于 分子破碎，于是空气中出现了可以自由 移动的电荷，空气变成了导体。这个现 象叫做空气“击穿”。已知空气的击穿 场强为 3×106V/m，如果观察到某次闪 电的火花长约 100 m，发生此次闪电的 电势差约为多少？
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电势差与电场强度的关系
电势差 电场中两点间电势的差值 φA - φB UAB = _________ UAB = - UBA 电场力的功与电势差的关系 WAB —— qU AB WAB = _____ q UAB = ______
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思考？
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电势差的正、负 表示什么意思？ 表示电势的高低
例2 两块带电平行金属板相距 10 cm，两板之间的电势差为 9.0×103 V。在两板间与两板等距离处有一 粒尘埃，带有 -1.6 ×10－7 C的电荷。 这粒尘埃受到的静电力是多大？这 颗尘埃在静电力作用下运动到带正 电的金属板，静电力做功是多少？
F = 1.4×10－2 N W = 7.0×10－4 J
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UAB 由什么决定？与WAB及q 有关吗？
由电场本身的因素决定 与WAB 及 q 无关 3 WAB 由什么决定？ 由UAB 及 q 共同决定
练一练 如图所示，匀强电场中A、B、 C 三点构成一个直角形，把一个电量 q = -2×10－10 C的点电荷由 A 点移到 B 点，电场力做的功为 4.8 ×10－8 J 再由 B 点移到 C 点电荷克服电场力 做功4.8 ×10－8 J，求 A、C两点间的 电势差并大致画出电场线。 A
匀强电场中两间的电势差等于电场强 度与这两点沿电场方向距离的乘积
变式研究
UAB = Ed
数学变换
意义： 在匀强电场中，电场强度大小等于 两点间的电势差与这两点沿电场强 度方向距离的比值。 或：电场强度在数值上等于沿电场 方向每单位距离上降低的电势。
UAB E = —— d
Hale Waihona Puke Baidu
思考与讨论
WAB = Flcosθ WAB = qUAB UAB = Elcosθ
例3 如图平行金属板 A、B 带等量异号电 荷，板间电场场强 E = 2×104 V/m，方向向下。 电场中 C、D 距离 B、A 板距离分别为 3cm、 2cm。求： A C (1) C、D 两点哪点电势高？UCD =？ (2) 若 B 板接地，C、D电势分别 D a 是多少？若A接地，情况又如何？ B (3) 一个电子从 C 移到 D，静电力做 多少功。如何先移到 a 点，再移到 D 点，静电力做功是否变化？ A 1400V 、 -400V 、 B 接地： C10 、-16 D电势分别为 600V 、 1600V 、 W = 1.6× J CD间电势差 -1000V
若 A、B 两点不在同 一电场线上如何表示 E、U关系？ d F
A
θ
l
B
E
d = lcosθ UAB = Ed
d 两等势面间距离
电场强度单位换算 证明：1N/C = 1V/m 4 基础运用
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例1 关于电场中的电势差与场强的关系，正确 的说法是 （ D ） A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间 距离的乘积 B．电势降落的方向必定是场强方向 C．沿电场线方向任意相同距离的两点间的电 势差必相等 D．沿电场方向电势降低最快
UAC = 0
C B
关于电场描述的梳理
生 产 电 荷 能的性质
电场 力的性质 电场强度E
形 象
比值定义
？
疏密、走向
电势φ
形 象
电场线
等势面
电势差与电场强度关系 电场强度与电势 问题1 E大的地方 φ高否? 案例分析
1
+
-
问题2 E = 0的地方 φ = 0否? 案例分析
o
E0 = 0 φ0 ≠ 0
3×108 V
例5 如图，水平匀强电场水平向 右，一个带电量为 – q 的油滴，从 A 点以初速度 v0 竖直向上射入电场中。 已知油滴质量为 m，当油滴运动到轨 迹的最高点时速度为v0/2。求： mg (1) 电场强度E E = —— 2q (2) A点与轨迹最高点间电势差。 mv02 UAB = - —— v0 8q
E≠0
φ0 = 0
2
电场强度与电势差
电场强度E
电 电 荷 场 在 中
？ 关系
电势差UAB
电 移 荷 动
电场力 电荷 q 移动 电势能变化 F = qE 电场力做功 WAB= qUAB
理论分析 F = qE WAB = qUAB
F
A
d
B E
若 F 为恒力 匀强电场 WAB = Fd = qEd
∴ UAB = Ed