高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量3 电势差与电场强度的关系教学演示ppt课件

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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。
Ｗ= Fd = qEdAB ①
Ｗ= qUAB ②
由 ① ② 两式得:UAB = EdAB 　
两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
若不沿场强方向移动电荷
这就是匀强电场中电势差等于电场强度的关系。接下来我们一起更深入学习？
1.定义：在匀强电场中电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。
3.单位：伏每米（V/m） 1V/m=1N/C
（2）电场强度E的方向是电势降低最快的方向。
如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04 m，有一2×10-15 kg 的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15 C，给两金属板加200 V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。（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？
以上的学习中有没有其他新发现？
思考与讨论：上述例题中，M、N是两块平行金属板，两板间的电场是匀强电场。如果M、N是其他形状，中间的电场不再均匀，例题中的三个问题还有确定答案吗？为什么？
●由于是非匀强电场，故静电力就没有确定答案；
●由于静电力是变力，故牛顿运动定律求解就不太方便。但动能定理可以，由于静电力做功W=qU只与两板间的电压有关，故速度答案不变。
点电荷周围等势面分布间距不相等
WAB=FABlAB=qUAB
WBC=FBClBC=qUBC
沿电场线方向任意相等距离上的电势差相等
AC连线的中点B的电势与A、C两点的电势的关系。
在匀强电场中沿同一方向任意相等距离上的电势差相等。
结论：匀强电场中任意两点连线中点的电势等于这两点电势之和的一半。
AB//CD AB=CD=L
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。
推广：若AB//CD ，则
如图所示，AB为匀强电场中的两点，如果O1、 O2 、 O3 … On为AB连线的n等分点，那么O1、 O2 、 O3 … On 也是是A、B间电势差的n等分点。
在匀强电场中任意两点的连线的n等分点也将这两点间的电势差n等分。（几何等分点也是电势差等分点）
如图，在场强为E的匀强电场中，沿电场线方向建立一直线坐标系，O为原点，取O点的电势为0，则坐标为x处的P电势是多大？
在匀强电场中沿电场线方向电势随位置坐标均匀降落。
在φ-x图象中，斜率大小表示场强大小。。
安全用电中，有一个涉及“跨步电压”现象的问题，你知道什么是“跨步电压”吗？如果遇到地面有漏电，应该如何避免“跨步电压”？
【提示】地下电缆漏电、高压电线断裂后触地等情况，都会在地面上形成以漏电处为圆心的辐射状电场，沿电场方向任意两点之间就会有电势差．若有人处在其中，在人沿远离漏电处跨步逃离的情况下，两脚间就有一电压，即跨步电压，人就会触电．人若不动就不会触电，若要逃离的话，就要采用袋鼠式走动的方式，即用跳跃的方式逃离，就可以避免“跨步电压”。
在匀强电场中电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。
WAB=qEdAB
【练习1】医生用心电图检查仪为一位身高1.8 m的运动员体检，她把电极吸在身体5个不同的位置，如图所示。如果人体从头往脚的方向构成匀强电场，其中有两个点的电势差最大，约为500 μV，则电场强度约为(　 )A．278 μV/m B．500 μV/mC．1 000 μV/m D．1 250 μV/m
【练习2】在水平地面上放一块长方形的铁块，在它O点正上方固定一正点电荷Q，长方形的铁块MN上A、B、O、C、D间距相等，则正点电荷Q在各点产生的场强E，在长方形的铁块MN上各点的电势φ、各点间的电势差U以下说法正确的是（　　）A． B．C． D．MN上表面不带电
【练习3】一种电场的某条电场线与x轴重合，其场强大小E与坐标x的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）A．此电场是匀强电场B．由图像可以直接看出场强大小随x均匀增大C．图像的斜率表示电场的电势D．x1与x2之间的电势差等于阴影部分的面积
【练习4】高压电线落地可能导致行人跨步电压触电。如图所示，若高压输电线掉落在水平地面上的O点，且O点附近地质结构分布均匀，将在地面形成以O为圆心的一系列同心圆等势线。则（　　）A．图中A点的电场强度小于B点的电场强度B．图中A点的电场强度大于B点的电场强度C．行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越大D．行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越小
【练习5】（多选）（2022·湖北武汉·高一期末）如图所示为电子束焊接机，图中带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（　　）A．A、K之间的电场强度均为B．B点电势低于C点电势C．B点电场强度大于C点电场强度D．电子由K到A的电势能减少了eU
【练习6】（多选）（2022·陕西渭南·高二期末）如图所示，在匀强电场中有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AC、AB和BC边的中点。三角形各顶点的电势分别为φA=4V、φB=8V、φC=12V，下列说法正确的是（　　）A．O点电势为10VB．匀强电场的场强大小为 ，方向由C指向AC．将电子由F点移到C点，电子的电势能减少了2eVD．在三角形ABC内切圆的圆周上，E点电势最低