第十章 3.电势差与电场强度的关系-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

3．电势差与电场强度的关系 　　　　 第十章　静电场中的能量 学科 知识 1.电场强度与电势差的关系 2.描述电场的物理量的比较 学科 能力 1.理解在匀强电场中电场强度与电势差的关系，并了解其适用条件 2.会用U＝Ed或E＝ 解决有关问题 学科 素养 1.物理观念：明确电势差与电场强度的关系 2.科学思维：正确理解公式E＝ 中的d和U 3.科学探究：从试探电荷在电场中的移动，领会匀强电场中电场强度与电势差关系的推导过程 4.科学态度与责任：准确区分三个公式E＝ 、E＝ 和E＝ 的适用条件 学习目标 知识点二　利用E＝ 定性分析非匀强电场 知识点一　匀强电场中电势差与电场强度的关系 素养培优专栏　巧用等分法确定等势线和电场线 课 时 精 练 随 堂 演 练 内 容 索 引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 知识点一　匀强电场中电势差与 电场强度的关系 索引 如图所示，匀强电场的电场强度为E，电荷q从A点移到B点，静电力做的功为WAB，A、B两点间的电势差为UAB。 (1)静电力做的功WAB与A、B两点间的电势差UAB之间的关系是怎样的？ 提示：WAB＝qUAB。 情境导学 (2)电荷在电场中受到的力是多大？该力是恒力还是变力？ 提示：F＝qE，是恒力。 (3)试从电荷q所受静电力的角度来计算WAB等于什么？ 提示：WAB＝F·d＝qE·d。 (4)根据上面WAB的两种表示方式，你能得到电场强度与电势差之间存在怎样的关系？ 提示：UAB＝Ed。 1．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)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＝______。 2．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之间的_________与两点______________________________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。 基础梳理 电场强度 沿电场方向 Ed 沿电场强度方向的距离 电势差 单位距离 电场 (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_________，符号为_________。1 V/m＝1 N/C。 V/m 伏每米 1．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。( ) 2．由公式E＝ 可知，电场强度与电势差U成正比。 ( ) 3．匀强电场的电场强度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电场强度与这两点间距离的乘积。 ( ) × 判断正误 × √ × 1．关系式E＝ 的理解 (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。 核心归纳 2．电场强度三个公式的对比 例1　如图所示，实线为一组未知方向的匀强电场的电场线，将带电荷量为q＝－1.0×10－6 C的点电荷由A点沿水平线移至 B点，克服静电力做了2×10－6 J的功，已知A、B 间的距离为2 cm。试求： (1)A、B两点间的电势差为多少？ 答案： 2 V　 由题意可知，静电力做负功，有WAB＝－2×10－6 J， 则UAB＝ ＝2 V。 (2)该匀强电场的电场强度E为多少？ 答案： 200 V/m 根据UAB＝El cos 60°，解得E＝ V/m＝200 V/m。 1．电势差的三种求解方法 (1)应用定义式UAB＝φA－φB来求解。 (2)应用关系式UAB＝ 来求解。 (3)应用关系式UAB＝Ed(匀强电场)来求解。 2．在应用关系式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，电势差的正负、电场强度的方向可根据题意另作判断。　　 方法技巧 针对练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，场强大小 E＝100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为 A．UOP＝－10sin θ(V)　　 B．UO