(教参)第十章 3电势差与电场强度的关系-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

3　电势差与电场强度的关系 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 知道匀强电场中电势差与电场强度的关系 物理观念：理解电势差与电场强度的关系UAB＝Ed。 科学思维：会推导电势差与电场强度的关系UAB＝Ed — 理解电势差与电场强度的关系UAB＝Ed (见学生用书P25) 知识点　电势差与电场强度的关系 1．关系式：UAB＝__Ed__。 2．适用条件：__匀强__电场，d是沿__电场线__方向两点间的距离。 3．物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于__电场强度__与这两点__沿电场方向的距离__的乘积。 4．电场强度的单位是伏每米(V/m)。1 V/m＝1 N/C。 5．电场强度三个公式的区别 公式 意义 适用范围 E＝ 电场强度的定义式 任意电场 E＝k 真空中点电荷电场的电场强度的计算公式 真空中点电荷的电场 E＝ 匀强电场的电场强度的计算公式(d为沿电场方向的距离) 匀强电场 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)公式U＝Ed适用于所有的电场。(　×　) (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)匀强电场的电场强度等于沿电场方向每单位长度上的电势差值。(　√　) 2．思考题：如图甲、乙所示，等差等势面即两个相邻的等势面的电势差相等。为什么甲图中靠近点电荷的地方等势面比较密，而乙图中的等势面疏密一样？ 【答案】 公式UAB＝Ed表明，两相邻等势面之间的电势差U相同时，电场强度E的平均值越大的地方，两相邻等势面之间的距离d就越小，甲图中靠近点电荷的地方平均电场强度大，故等差等势面比较密；乙图中是匀强电场，电场强度等大，等差等势面疏密一样。 (见学生用书P25) (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。 (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。 (3)物理意义：电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间变化的快慢。 2022·仙居中学高一(多选)在电场强度为E＝150 V/m的匀强电场中，相距d＝2 cm的a、b两点的电势差可能为(　CD　) A．7.5 V　　　　　B．4 V C．1 V D．0 【解析】 设a、b两点连线与电场线夹角为θ，则a、b两点在电场线方向的距离为d′＝d cos θ，a、b两点的电势差U＝Ed′＝Ed cos θ＝3cos θ V，所以U在0～3 V之间。故选C、D。 1．关于匀强电场中电势差和电场强度的关系，下列说法正确的是(　D　) A．在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度也必定大 B．任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积 C．电势减小的方向必定是电场强度的方向 D．沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等 【解析】 若是沿电场线方向两点的距离相等，那么电势差大的电场强度才必定大，选项A错误；公式UAB＝Ed中的d是沿电场线方向上的距离，不是任意两点间的距离，选项B错误；电势减小得最快的方向才是电场强度的方向，选项C错误；在匀强电场中，由U＝Ed可知，选项D正确。 2．如图所示，在E＝400 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d＝2 cm，它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°，则Uab等于(　B　) A．－8 V B．－4 V C．8 V D．4 V 【解析】 在电场线方向上a、b两点间的距离(或a、b两点所在等势面间的距离)d′＝d·cos 60°＝0.01 m，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可知，Uab＝－Ed′＝－4 V，选项B正确。 UAB＝Ed只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能用来进行定量计算，但可以用来定性地分析有关问题。 (1)在非匀强电场中，公式UAB＝Ed中的E可理解为距离为d的两点间的平均电场强度。 (2)当电势差U一定时，电场强度E越大，则沿电场强度方向的距离d越小，即电场强度越大，等差等势面越密。 (3)距离相等的两点间的电势差：E越大，U越大；E越小，U越小。 如图所示，在某电场中画出了四条电场线，C、D两点是AB连线的三等分点。已知A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝0，则(　B　) A．C点的电势为20 V B．C点的电势小于20 V C．C点的电势大于20 V D．A、B、C都不正确 【解析】 由题图看出，AC段电场线比CD段、DB段电场线密，则AC段电场强度最大，根据公式U＝Ed可以知道，A、C间电势差UAC大于C、D间电势差UCD和D、B间电势差UDB，所以UAC＞UAB＝(φA－φB)＝10 V，即φA－φC＞10 V，又φA＝30 V，可以知道φC＜20 V。所以B选项正确。 1．如