1.6 电势差与电场强度的关系（课件+word）-《优化指导》2019版新课标同步课堂物理（人教版选修3-1）

第6节　电势差与电场强度的关系 1．知道电势差与电场强度的关系式，了解其适用条件． 2．会用关系式U＝Ed处理匀强电场问题． 3．知道电场强度的另一种求法，了解电场强度的另一个单位“伏[特]每米”的意义． [对应学生用书P17] 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．在匀强电场中，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． 2．公式：UAB＝Ed. 3．适用条件 (1)匀强电场． (2)d为两点沿电场方向的距离． 二、公式E＝的意义 1．意义：在匀强电场中，电场强度的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． 2．电场强度的另一种表述：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. 3．电场强度的另一个单位：由E＝可导出电场强度的另一个单位，即伏[特]每米，符号为V/m.1V/m＝1 N/C． ◎ 1．判断正误 (1)公式U＝Ed适用于所有电场．(×) (2)由U＝Ed可知，匀强电场中两点间的电势差与这两点的距离成正比．(×) (3)匀强电场的场强值等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值．(√) (4)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积．(×) 2．探究思考 如图，在匀强电场中的一条直线上，AB＝BC.线段AC∥A′C′. ①分析A、B间与B、C间电势差有何关系？ ②A、C间与A′、C′间的电势差有何关系？ ③由以上分析可得出什么结论？ 提示　①相等． ②相等． ③在匀强电场中，沿同一方向上等距离的任意两点间的电势差相等． [对应学生用书P18] 探究点一　匀强电场中电势差与电场强度的关系 如图所示的一个匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d.现将一个电荷量为q的电荷由A移到B. (1)从力和位移的角度计算静电力所做的功；通过A、B间的电势差计算静电力做的功． (2)比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系． (3)B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？ 提示　(1)WAB＝Fd＝qEd　WAB＝qUAB　 (2)UAB＝Ed　(3)UAC＝Ed 　电场强度与电势差的关系 (1)大小关系：由E＝可知，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，电场强度是电势差对空间位置的变化率，电势随空间变化的快慢反映了电场强度的大小． (2)方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向． 如图所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上做一个半径为10 cm的圆，在圆周上取如图所示的A、B、C三点，已知A、B两点间电势差为1 350 V. (1)求匀强电场的场强大小； (2)若在圆心O处放置电荷量为1×10－8 C的正点电荷，求C点电场强度的大小和方向．(结果保留3位有效数字) 解析　(1)由题意知：UAB＝1 350 V，r＝10 cm＝0.1 m， 电场强度大小E＝＝9 000 V/m.＝ (2)点电荷在C处产生的场强 E′＝k V/m＝9 000 V/m，＝9×109× C点的场强 EC＝ V/m＝1.27×104 V/m，＝9 000 又tan θ＝＝1，解得θ＝45°，即场强与水平方向成45°角斜向上．[来源:学科网ZXXK] 答案　(1)9 000 V/m　(2)1.27×104 V/m，方向与水平方向成45°斜向上 在应用公式UAB＝Ed时可简化为U＝Ed，即只把电势差大小、场强大小通过公式联系起来，至于电势差的正负、电场强度的方向我们可根据题意另作判断． [针对训练] 1．如图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面的距离是25 cm，由此可确定电场强度的方向及大小为(　　) A．竖直向下，E＝0.4 N/C B．水平向右，E＝0.4 N/C C．水平向左，E＝40 N/C D．水平向右，E＝40 V/m D　[由电场线垂直于等势面及电场线方向指向电势降低的方向可知，电场强度的方向水平向右．再根据E＝ V/m＝40 V/m，故选项D正确．]＝ 探究点二　U＝Ed在非匀强电场中的应用 在非匀强电场中，电势差与电场强度的关系要复杂得多，应用公式E＝只能做出定性判断：电场中两点在沿电场线方向(即垂直等势面方向)上的距离越小，电势差越大，则表示该处的电场强度就越大. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa＝50 V，φc＝20 V，则a、c连线中点b的电势φb为(　　)[来源:学+科+网] A．等于35 V　　 B．大于35 V C．小于35 V　　 D．等于15 V [思路点拨]　(1)根据电场线的疏密判断Ea、Eb、Ec的大小关系． (2)由U＝Ed判断Uab、Ubc的大小关系． C　[从电场线疏密可以看出Ea＞Eb＞Ec，由公式UAB＝Ed可以判断Uab＞