10.3 电势差与电场强度的关系-【悟理创课】2025-2026学年高二物理同步精品备课（人教版2019必修第三册）

第3节 电势差与电场强度的关系 ——身正心定 闳中博学—— 人教版（2019） 物理（选择性必修第一册） 张二朝 第十章 静电场中的能量 学习目标 1.经历探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系的过程，理解关系式的意义； 2.能够熟练应用 U=Ed 解决有关问题； 3.知道电场强度另一个单位“V/m”的物理意义。 课堂引入 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？ 课堂引入 电场力做功与路径无关 电势 电势差 电场强度 电场力的功 电场力 电势能 ？ 一、电势差与电场强度的关系 思考讨论：如图在场强为E的匀强电场中，将一个带电量为q的正电荷由A点移动到B点，已知A、B之间的电势差UAB，A、B之间的距离为d d q A B E 那么，在这一过程电场力做了多少功？有几种表示方法？ 一、电势差与电场强度的关系 方法1：根据静电力做功与电势差的关系来计算功：W=qUAB 方法2：根据q 所受的静电力来计算功：在匀强电场中静电力 F是恒力 F＝ qE 它所做的功为： W＝Fd＝qEd 比较功的两个计算结果，得到 UAB ＝ Ed 如果不考虑UAB的正负，有 U= Ed。 匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场线方向距离的乘积! 一、电势差与电场强度的关系 在上面的讨论中，如果A、B两点不在同一条电场线上，还能得出以上结论吗？请尝试论证。 Ｗ= FLcosθ = qEd ① Ｗ= qU ② 由 ① ② 两式得: U = Ed 　 一、电势差与电场强度的关系 电场强度与电势差的关系另一表达式 （2）适用条件：匀强电场； 这一比值在非匀强电场中表示两点间的平均电场强度。 （3）物理意义:在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电场强度方向的距离之比。 （1） 单位：N/C或V/m 1 V/m＝1 J/(C·m)＝1N·m/(C·m)＝1 N/C 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。 一、电势差与电场强度的关系 对于非匀强电场，如何判断UAB、UBC的大小关系？ 一、电势差与电场强度的关系 1.为什么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？ 2.有同学认为:“根据 ，若A、B两点在d匀强电场的同一等势面上，由于 ，故电场强度为零” 。谈一下你的看法。 3.沿AB、 AC 两个方向，哪个电势降落的快？ A B E C θ 场强E的方向是电势降落最快的方向。 一、电势差与电场强度的关系 力 加速度 速度 产生 改变 力 做功 能量 位移 改变 分析问题的两种思维： （一）力与运动的角度： （二）功与能量的角度： 一、电势差与电场强度的关系 上述例题中，M、N是两块平行金属板，两板间的电场是匀强电场。如果M、N是其他形状，中间的电场不再均匀，例题中的三个问题还有确定答案吗？为什么？ 4.计算电场强度三条式子的区别 公式 物理意义 适用范围 是电场强度大小的定义式 适用于一切电场 是真空中点电荷场强的决定式 在真空中，场电荷Q是点电荷 是匀强电场中场强与电势差的关系式(非决定式，只是计算式) 匀强电场 一、电势差与电场强度的关系 1.如图，在匀强电场中，AB=BC=CD,试判断UAB、UBC、UCD的大小关系。 在匀强电场中，同一直线上相同间距的两点间的电势差相等。 2.如图，在匀强电场中AB与CD平行且相等，试判断UAB、UCD的大小关系。 若 求 在匀强电场中，相互平行的相等的线段两端点电势差相等． 二、匀强电场中电势差规律 练一练 1.关于匀强电场中电场强度和电势差的关系，正确的是( ) A.电场强度越大，则任意两点间的电势差也越大 B.任意两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积 C.沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等 D.电势降低的方向必定是电场强度的方向 C 练一练 2.下列说法中正确的是( ) A. 适用于任何电场 B. 适用于匀强电场 C. 适用于任何电场 D.E是矢量，由 可知，U也是矢量 C 练一练 3.如图所示，A、B、C三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径之差相等。A、C两个等势面电势分别为 和 ，则中间B等势面的电势( ) A.一定等于4 V B.一定低于4 V C.一定高于4 V D.无法确定 B 练一练 4.如图A，B，C三点都在匀强电场中AC⊥BC，已知∠ABC=600，BC=40cm，把一个电荷量q=10-5C的正电荷从A移到B，电场力的做功为零；从B移到C，电场力做功为-1.73×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向是（　　） A．375V/m，垂直AC向左 B．375V/m，垂直AC向右 C．500V/m，垂直AB斜向下 D．500V/m，垂直AB斜向上 C 练一练 5.(多选) 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为17 V、33 V、49 V。下列说法正确的是(　　) A．坐标原点处的电势为1 V B．电场强度的大小为5 V/m C．匀强电场的方向由O点指向c点 D．质子从b点运动到c点，电场力做功为－16 eV AD 课堂小结 电场力做功与路径无关 电势 电势差 电场强度 电场力的功 电场力 电势能 再 见 ——身正心定 闳中博学—— $$