第十章 3 电势差与电场强度的关系（课件PPT）-2022-2023学年高二新教材物理必修第三册【勤径学升·同步练测】（人教版）

第十章　静电场中的能量 3．电势差与电场强度的关系 第十章　静电场中的能量 学习目标 核心素养 1．会推导公式U＝Ed，并能理解该公式的含义及适用条件。 2．理解匀强电场中电场强度与电势差的关系。 第十章　静电场中的能量 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___________与这两点_____________的距离的乘积。 2．公式：UAB＝_____。 3．适用条件 (1)_______电场。 (2)d为两点沿___________的距离。 自主学习探新知 电场强度　 沿电场方向　 Ed　 匀强　 电场方向　 第十章　静电场中的能量 1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的_________与这两点沿电场强度方向的距离之比。 2．电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿_______方向___________上降低的电势。 电势差　 电场　 单位距离　 伏每米　 V/m　 第十章　静电场中的能量 1．判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。 (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。 (　　) (5)沿电场线方向电势降低得最快。 (　　) ×　 ×　 √　 ×　 √　 第十章　静电场中的能量 2．如图所示，场强为E＝1.0×102 V/m的匀强电场中，有相距d＝2.0×10－2 m的A、B两点，A、B连线与电场方向的夹角为60°，则A、B两点间的电势差为____________V。 答案　1.0 第十章　静电场中的能量 如图所示是一个匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为U，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。 互动探究解疑难 要点一　匀强电场中电势差与电场强度的关系 第十章　静电场中的能量 (1)从力和位移的角度计算静电力所做功的大小，通过A、B间的电势差计算静电力做功的大小。 提示　从力和位移的角度有WAB＝Fd＝qEd，从A、B间的电势差的角度有WAB＝qUAB。 (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。 提示　比较两次计算的功的大小可知UAB＝Ed。 (3)B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？ 提示　由于B、C在同一等势面上，则UAC＝Ed。 第十章　静电场中的能量 2．式中d不是两点间的距离，而是两点所在的等势面的距离，只有当此两点在匀强电场中的同一条电场线上时，才是两点间的距离。 4．电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向。 第十章　静电场中的能量 [例1]　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。 第十章　静电场中的能量 (1)求匀强电场的场强大小； [解析]　由题意知：UAB＝1 350 V，r＝10 cm＝0.1 m， [答案]　9 000 V/m　 第十章　静电场中的能量 (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。(结果保留三位有效数字) [解析]　点电荷在C处产生的场强 [答案]　1.27×104 V/m，方向与水平方向成45°角斜向上 第十章　静电场中的能量 1．关于场强的三个表达式的比较 第十章　静电场中的能量 2．电势差的三种求解方法 (1)应用定义式UAB＝φA－φB来求解。 (3)应用关系式UAB＝Ed(匀强电场)来求解。 第十章　静电场中的能量 1．如图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场方向夹角为60°，则UBA的值为 (　　) A．－10 V　　 B．10 V C．－5 V　　 D．－53 V 第十章　静电场中的能量 答案　C 第十章　静电场中的能量 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。这是为什么呢？ 提示　两相邻等势线之间的电势差U相同时，电场强度 越大的地方，两相邻等势线间的距离d越小，这就是电 场线密的地方等势线也密的原因。 要点二　用U＝Ed定性分析非匀强电场 第十章　静电场中的能量 1．U＝Ed只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关