10.3 电势差与电场强度的关系（同步课件）--【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019必修第三册）

第十章 第三节 电势差与电场强度的关系 【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019必修第三册）   目录 contents 01 电势差与电场强度的关系 02 03 05 电场强度的另一种表述 验电器 课堂练习 04 课堂总结 情境导入 第3节 等势差与电场强度的关系 在孤立的带电体周围，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。 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？ 知识点1：电势差与电场强度的关系 UAB=Ed的推导 01 如图所示，匀强电场的电场强度为E，电荷量为q的正电荷沿电场线从A点移动到B点，A、B两点之间的距离为d。 条件 E A B q + F d 条件 从力的角度： Ｗ= Fd = qEdAB 从能的角度： Ｗ= qUAB UAB = EdAB 　 A、B两点之间的电势差 UAB与电场强度E存在怎样的关系? 思考：如果A、B两点不在同一条直线上，是否还能满足此规律？ UAB=Ed的推导 01 L M E A B θ + + q F d UAB = E d 若A、B两点不在同一条电场线上时： UAB=Ed的理解 02 (1)d的说明：公式中d必须是沿匀强电场方向的距离。 (2)大小关系：由可知，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。 如果匀强电场中两点连线不沿电场方向，d的取值应为在电场方向的投影距离，即为电场中该两点所在的等势面的距离。 UAB=Ed的理解 02 （4）方向关系：电场强度E的方向就是电势降低最快的方向。图中AN降低最快。 E A N P M UAB=Ed的拓展 03 【情境】在匀强电场E中，AC为任意方向的直线，B为AC的中点 结论：匀强电场中任意两点连线中点的电势等于这两点电势之和的一半。 WAB=qUAB=q() WAC=qUAC=q() WAB=qELABcosθ WAC=qELACcosθ LAC=2LAB WAC=2WAB E C A B θ UAB=Ed的拓展 03 结论：在匀强电场中，两条相等线段电势差相等。 E A Ｂ C D AB//CD AB=CD=L UAB =UCD 推广：若AB//CD ，则 典例分析 04 【典例1】如图所示，A、B为匀强电场中的两点，A、B间距离为l，A、B连线与电场线的夹角为，电场强度为E，则A、B间的电势差为（　　） A．El B． C． D．0 【详解】根据匀强电场的场强与电势差的关系 可知为两点沿电场线方向的距离，则有 故可得A、B间的电势差为 B 典例分析 04 【典例2】如图所示，在电场强度的匀强电场中，电荷量 的点电荷从A点由静止加速到B点，A、B两点在同一条电场线上，它们间的距离。求： (1)A、B两点间的电势差； (2)点电荷受到的静电力F的大小； (3)点电荷从A运动到B的过程中，静电力做的功。 典例分析 04 【典例3】煤气灶打火装置的原理是尖端放电，打火时放电端与灶体间的电场线如图所示，其中a、b、c为同一直线电场线上的三点，cd垂直电场线abc，已知。下列说法正确的是（    ） A．放电端O接电源的负极 B．d点和c点的电势一样高 C．a点的电场强度比d点的电场强度小 D．ab间的电势差等于bc间的电势差 A 提示：c、d两点的电势高低由等势面来判断 Ab和bc的电势差的大小由U=Ed进行分析比较。 知识点2：电场强度的另一种表述 表达式 01 （1）物理意义：在匀强电场中电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。 （2）电场强度的单位:伏每米(V/m);1 V/m=1 N/C。 电场强度的三个公式的对比 02 公式 引入过程 适用范围 (定义式) F∝q，E与F、q无关，只反映某点处静电力的性质 适用于一切电场 (决定式) 由E= Fq和库仑定律 导出 在真空中，场源电荷Q是点电荷 (计算式) 由 F=qE、W= Fd 和 W=qU导出 匀强电场 电场强度、电势、电势差、电势能的比较 03 项目 电场强度 电势 电势差 电势能 意义 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质 描述电场的能的性质 描述电荷做功本领 定义式 UAB=φA-φB Ep=qφ 矢标性 矢量 标量 标量 标量 决定因素 由电场本身决定，与试探电荷无关 由电场本身决定，具有 相对性，与试探电荷无关 与参考点的选取及试探电荷均无关 由电荷量和该点电势决定，与参考点的选取有关 联系 WAB=EPA-EpB=qUAB；匀强电场中UAB=Ed；电势沿电场强度方向降低得最快 典例分析 04 【典例4】如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为1m的正六边形的六个顶点（匀强电场和六边形所在平面平行），B、C、E三点电势分别为2V、3V、4V，则下列说法正确的是（　　） A．D点的电势为4V B．电子在B点的电势能比在C点低1eV C．电子从B点到E点电场力做功为－2eV D．匀强电场的场强大小为1V/m 提示：（1）在匀强电场中，两条平行相等直线，电势差相等。 （2）中，d表示沿电场方向的移动距离。 A 课堂小结 电势差 匀强电场公式 电势差与静电力作用 两个推论 推论1：匀强电场中任意两点连线中点的电势等于这两点电势之和的一半 电势差和电场强度的关系 推论2：在匀强电场中，两条相等线段电势差相等 课堂练习 课堂练习 1．如图所示，、为匀强电场中的两点，、间距离为，、连线与电场线的夹角为，电场强度为，则、间的电势差为（    ） A． B． C． D．0 B 课堂练习 2．如图所示，匀强电场中，P、Q两点间的距离为d，PQ与垂直电场线方向的夹角为θ。若P、Q两点间的电势差为U，则该匀强电场的电场强度大小为（    ） A． B． C． D． B 课堂练习 3．如图所示，匀强电场的电场强度大小为，，，为矩形，平行于电场线，则下述计算结果正确的是（    ） A．AB之间的电势差为4000V B．AC之间的电势差为50V C．将q=-5×10-3C的点电荷沿矩形路径ABCDA 移动一周，静电力做功为0 D．将q=-5×10-3C的点电荷沿ABC或ADC从A移 动到C，静电力做功都是-0.25J C 课堂练习 4．如图所示，匀强电场中有一边长为2cm的等边三角形区域MNP，匀强电场方向与MNP构成的平面夹角为30°，M、N、P三点的电势分别为4V、4V、1V，则匀强电场的场强大小为（　　） A．200V/m B． V/m C．400V/m D．V/m A 课堂练习 5．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为、、，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中不正确的有（　　） A． B． C． D． D 课堂练习 6．如图所示，在匀强电场中有一虚线圆，半径，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与匀强电场方向的夹角为60°，cd与匀强电场方向平行，现在圆心O处固定一正点电荷，a、b两点的电势差，c点电场强度为零，电子带电荷量大小，下列说法正确的是（　　） A．匀强电场的场强大小 B．d点的电场强度大小为 C．将电子从d点移到c点，电场力做功为 D．电子沿圆周顺时针从a运动到b，电势能先增大后减小 C 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后“练习与应用”作业 自主安排 配套同步分层作业 27 2025 Thank you for watching! 谢谢观看 $