1.6 电势差与电场强度的关系（课件）-【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（教科版）

6　电势差与电场强度的关系 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 新课程标准 学业质量目标 知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。 合格性考试 1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系：UAB＝Ed或E＝ ，了解其适用条件。(物理观念) 2.了解带电粒子在电场中只受电场力作用时的运动情况。(物理观念) 选择性考试 1.能利用关系式U＝Ed分析非匀强电场相关问题。(科学思维) 2.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) 教科物理必修第三册 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 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．关系：在匀强电场中，两点间的电势差等于 与这两点间_____ __________的距离的乘积。 2．关系式：UAB＝Ed。 3．适用条件： 电场，d是沿 两点间的距离。 场强 沿电 场线方向 匀强 电场线方向 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 4．从电势差的角度理解电场强度 (2)物理意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的 与两点沿电场线方向的距离的比值。也就是说，场强的大小在数值上等于沿场强方向 距离上的电势差。 (3)电场强度的另一个单位：伏每米，符号V/m,1 V/m＝1 N/C。 电势差 单位 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 二、等势面的疏密与电场强度大小的关系 1．关系：等势面越密的地方场强越大。 2．适用范围：各种电场。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 知识点一　匀强电场中电势差与电场强度的关系 [情景探究]　如图所示，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。 教科物理必修第三册 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，电场力做了多少功？A、B间的电势差UAB为多大？ (2)将正电荷q从A点沿直线移至C点的过程中，电场力做了多少功？A、C间的电势差UAC为多大？ 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 (3)由UAB＝Ed和UAC＝Ed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。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 1．对关系式U＝Ed的理解 (1)电场强度描述的是电场力的性质，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。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 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。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [典例1]　如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E＝100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为(　　)   A．UOP＝－10sin θ(V)　　　B．UOP＝10sin θ(V) C．UOP＝－10cos θ(V) D．UOP＝10cos θ(V) 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [解析]　由题图可知匀强电场的方向是沿y轴负方向的，沿着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点的电势，O、P两点的电势差UOP为负值。根据电势差与场强的关系可得UOP＝－Ed＝－E·Rsin θ＝－10sin θ(V)，所以A正确。 [答案]　A 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [名师点评] 对公式U＝Ed的三点提醒 (1)公式U＝Ed只适用于匀强电场，但对非匀强电场，可用于定性分析。 (2)注意公式U＝Ed中“d”的含义。 (3)在匀强电场中沿任意方向，相等间距对应的电势差相同。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 1.关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是(　　) A．任意两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积 B．沿电场线方向，任何相同距离上电