第十章 第3节 电势差与电场强度的关系-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

物理必修第三册课堂学案 第3节电势差与电场强度的关系 答案精解Pn [学习目标]1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U“一Ed,能够推导出这个关系式（物理观 念).2.知道电场强度的另一种关系，了解电场强度的另一个单位“伏每米”的意义（物理观念）.3.会用 关系式U=Ed或E=少进行相关计算（科学思维）.4.会用等分法确定等势面及电场方向（科学 d 思维). 课前·教材预案 I自主检测 知识点一 电势差与电场强度的关系 L.判断下列说法的正误 (1)公式U=Ed适用于计算任何电场中A、 L.匀强电场中两点间的电势差等于 B两点间的电势差. () 这两点 的乘积 (2)根据公式Um=Ed,在匀强电场中A点和 2.公式：Uw B点间的距离越大，则这两点的电势差越大 知识点二 公式EU () (3)在匀强电场中，沿电场线方向，相同距离上 1,意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两 降低的电势必相等， () 点之间的 与这两点 (④由公式E-号得，电场强度E与电势差U 之比 ()】 2.电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等 成正比，与两点间距离d成反比. 2.已知空气的击穿电场强度为2×10V/m,测 于沿 方向 上降低的 得某次闪电（电场为匀强电场），设闪电的火花 电势 路径为直线，其火花长为1000m,则发生这次 3.电场强度的另一个单位：由EU可导出电 d 闪电时，放电路径两端的电势差U 场强度的另一个单位，即 ,符号为 若这次闪电通过的电荷量为30C,则释放的能 ,1V/m=1N/C 量W= 课堂·深度探究 考点一 对公式U=Ed、E-号的理解 【知识拓展】 L公式E=及Uu=E团的适用条件都是匀 【情境导学】公式E=学对任何电场都适用吗？ 强电场。 式中d指的是两点间的距离吗？ 2由E- 可知，电场强度在数值上等于沿电场 方向单位距离上降低的电势.式中d不是两点 间的距离，而是沿电场方向的距离。 3.电场中电场强度的方向就是电势降低最快的 方向. ·34· 第十章静电场中的能量 4.电场强度与电势都是用比值定义的物理量，它 B.800V/m,垂直AC向上 们都仅由电场本身性质决定，根据公式E一 C.10000V/m,垂直AB斜向下 不能得出电场强度和电势有直接关系，即 D.10000V/m,垂直BC斜向上 考点二非匀强电场的定性分析 电场强度大的点电势不一定高，电势高的点电 【情境导学】大家知道，在电场中沿着电场线方向 场强度不一定大 电势降低，如图所示，ab=bc,若a点电势为 【例题1】如图所示，A、B、C三点都在匀强电场 8V,b点电势为6V,思考：c点电势为4V 中，已知AC⊥BC,∠ABC=60°，BC= 吗？请说明理由， 20cm,把一个电荷量q=10-5C的正电荷从 e A移到B,静电力做功为零：从B移到C,静 电力做功为一1.73×103J.则该匀强电场的 电场强度的大小和方向是 Cr-----B 60 A.865V/m,垂直AC向左 【知识拓展】 B.865V/m,垂直AC向右 L.Ug=Edl只适用于匀强电场的定量计算，在非 C.1000V/m,垂直AB斜向上 匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性 D.1000V/m,垂直AB斜向下 地分析有关问题。 思维导引：由于静电力做功W:=qUs与路 2.在同一幅等势面图中，相邻等差等势面间的间 径无关，只与初末位置间的电势差有关，故可 以根据已知条件先求电势差，再根据匀强电 距越小（等差等势面越密）.电场强度E 场中场强与电势差的关系E=U确定场 就越大 d 实例分析：如图甲所示，在等差等势面中等势 强E 面越密的地方电场强度就越大：如图乙所示， 【变式1】如图，A、B、C三点在匀强电场中，ACI a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离ab= BC,∠CAB=37°，BC=10cm,把一个电荷量 b,由于电场线越密的地方电场强度越大，故 q=1×108C的正电荷从A移到B,静电力 U<U 不做功：从B移到C,静电力做功为一8X 10J,则该匀强电场的电场强度大小和方向 是(cos37°=0.8) 437 甲 【例题2】如图所示，实线为电场线，虚线为等势 面，且AB=BC电场中A、B、C三点的电场 A.800V/m,垂直AC向下 强度分别为EA、EB、E,电势分别为g、P、 ·35· 物理必修第三册课堂学案 c,AB、BC间的电势差分别为U、U,则 电场线的方向由电势高的等势面指向电势低 下列关系式错误的是 的等势面 【例题3】如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一 个以坐标原点为圆心、半径为1m的圆与两 坐标轴的交点，已知A、B、D三点的电势分别 为gA=3V、g=一2V、n=8V,由此可知 A.9A>p8>4 B.E>E>E 电场强度的大小为