第10章 3 电势差与电场强度的关系（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（人教版2019）

3　电势差与电场强度的关系 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 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 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 Ed 电场强度 沿电场方向的距离 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 4 沿电场方向 电势差 电场强度 电场方向 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 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。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 (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？ 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 (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。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 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。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 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。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 角度1　公式U＝Ed在匀强电场中的定量应用 D 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 角度2　公式U＝Ed在非匀强电场中的定性应用 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(　　)   A．等于35 V　　　 B．大于35 V C．小于35 V D．等于15 V C 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 14 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 [名师点评] 对公式U＝Ed的四点提醒 (1)公式U＝Ed的定量计算只适用于匀强电场，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。 (4)在非匀强电场中，E越大，距离相等的两点间的电势差U越大，进而判断电势的高低。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 1.(多选)如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的是(　　) A．φA>φB>φC B．EA>EB>EC C．UAB<UBC D．UAB＝UBC AC 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 解析：沿电场线方向，电势越来越低，所以A点电势最高，C点电势最低，A正确；电场线越密集的地方电场强度越大，由题图可知，C点电场强度最大，A点电场强度最小，B错误；由于BC间的电场强度大于AB间的电场强度，由U＝Ed可知，UAB<UBC，C正确，D错误。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 2．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 A 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 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。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 对电场强度的进一步理解 如图所示，A、B、C、D四个点在同一电场中，电场方向和强度分布