第十章 3 电势差与电场强度的关系（课件PPT）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（人教版）

人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 3　电势差与电场强度的关系 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 新课程标准 1.通过公式U＝Ed的推导过程，理解公式的含义，知道公式的适用条件。 2.理解电场强度的另一种表述，了解场强的另一个单位“伏每米”的意义。 3.理解公式E＝中d和U的意义，会用其解决相关问题。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 学业质量目标 合格性 考试 1.通过电场强度的电势差描述，初步体会物理概念的生成过程。(物理观念) 2.从试探电荷在电场中的移动，领会匀强电场中电势差与电场强度关系的推导过程。(科学思维) 等级性 考试 1.对比有关电场强度的三个表达式及适用条件，并在具体问题中准确选用公式解决有关问题。(科学思维) 2.会用等分法确定等势面和电场线。(科学思维) 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 Ed 电场强度　 沿电场方向的距离 沿电场方向 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．关系式：U＝______或E＝。 2．物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于__________与这两点____________________的乘积。 3．适用条件 (1)匀强电场。 (2)d是两点____________的距离。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 电势差　 电场强度　 电场方向 二、电场强度E的另一种表述 1．表达式：E＝。由关系式可得电场强度的单位是伏每米(V/m)。 2．物理意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的________与两点沿____________方向的距离之比。即电场强度在数值上等于沿____________单位距离上降低的电势。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 要点一　匀强电场中电势差与电场强度的关系 　如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，A、B两点在同一条电场线上，间距为d，AB⊥BC，A、C连线与A、B连线夹角为θ。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 (1)将正电荷q从A点沿直线移至B点的过程中，静电力做了多少功？A、B间的电势差UAB为多大？ 提示：WAB＝Eqd；UAB＝＝Ed。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 (2)将正电荷q从A点沿直线移至C点的过程中，静电力做了多少功？A、C间的电势差UAC为多大？   (3)由以上得出的UAB和UAC的两个表达式，你对“d”的含义有什么认识？ 提示：d为电场中两点间沿电场方向的距离。 提示：WAC＝EqdAC·cos θ＝Eqd；UAC＝＝Ed。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 1．对关系式U＝Ed的理解 (1)电场强度描述的是静电力的性质，电势差描述的是电场能的性质。E和U描述电场的角度虽不同，但作为反映同一电场的两个物理量，必然存在一定的关系。 (2)公式中的“d”指电场中两点沿电场强度方向的距离，如果电场中两点不沿电场强度方向，d的取值应为两点连线在电场强度方向的投影，或为两点所在等势面间的垂直距离。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 2．两层关系 (1)大小关系：由E＝可知，电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势，电场强度是电势随空间位置变化的变化率，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。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 3．公式U＝Ed在非匀强电场中的应用 公式U＝Ed可用来定性分析非匀强电场中电势差的关系。如图所示，若ab＝bc，由于电场线密处电场强度较大，即ab段的平均电场强度小于bc段的平均电场强度，故可以判断Uab<Ubc。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 角度1　公式U＝Ed在匀强电场中的定量应用 　如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一个直角三角形，AB长为L m，电场线与三角形所在的平面平行，已知φA＝5 V，φB＝－5 V，φC＝15 V。由此可以判断(　　) A．场强的方向由C指向B B．场强的方向垂直AD连线斜向上 C．场强的大小为 V/m D．场强的大小为 V/m 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 [解析]　D为BC的中点，则φD＝5 V，AD连线为一等势线，场强的方向垂直AD连线斜向下，选项A、B错误；由B到AD的距离d＝Lcos 30° m＝L m，则电场强度E＝＝ V/m，选项C错误，选项D正确。 [答案]　D 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页