10.3电势差与电场强度的关系 导学案-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.3 电势差与电场强度的关系 【学习目标】 1.通过探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系的讨程，理解电场强度关系式的意义。 2.通过匀强电场的学习，能说出匀强电场的特点，能书写公式及进行相关计算。 3.通过电场强度三个表达式的学习，能说出各自的适用范围。 【学习重难点】 匀强电场中电势差与电场强度的定量关系。 【学法指导】 本节课重点在匀强电场中电势差与电场强度的定量关系，请仔细认真阅读课本35-37页内容，用笔将重难点内容及相关知识标记下来，并完成自主学习部分，将存在的疑难问题用不同颜色的笔标注，上课重点突破。 【学习过程】 一、自主学习 1.匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)关系式：UAB= . (2)物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点 的乘积. (3)适用条件 ① 电场. ②d为两点沿 的距离. 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间的 与这两点 的比值. (2)电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿 方向每单位距离上降低的 (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 . 1V/m＝1 N/C. 二、合作探究 电势差与电场强度的关系 为了描述电场力的性质，我们引入了电场强度(E＝)的概念；为了描述电场能的性质，我们引入了电势差(UAB＝)的概念，如图所示，而力F和功又是密切联系的，那么电场强度和电势差的关系如何呢？ 1．请同学们根据所学知识自己推导一下场强E和电势差U的关系． 2．公式＝Ed有适用条件吗？ 3．我们学过几个与场强E有关的表达式有三个公式．它们的区别如下表 区 别 公 式 物理含义 引入过程 适用范围 E＝ 是电场强度大小 的 F∝q，E与F、q无关，用来描述某点电场的力的性质 适用于 E＝k 是真空中点电荷场强的 由E＝和库仑定律导出 适用于 E＝ 是匀强电场的场强 的 由F＝qE和W＝qU导出 适用于 [要点提炼] 1．公式U＝Ed，只适用于__________，d必须是沿场强方向的距离，如果在电场中两点连线不沿场强方向，d的取值应为在场强方向的投影，即为电场中这两点所在的等势面的垂直距离． 2．方向关系：电场强度的方向就是电势__________最快的方向． 三、当堂检测 1．下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是(　　) A．在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大 B．场强在数值上等于每单位距离上的电势降落 C．沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等 D．电势降低的方向必定是电场强度的方向 2．下列静电学公式中，F、q、E、U、r和d分别表示电场力、电荷量、场强、电势差及距离，①F＝k，②E＝k，③E＝，④U＝Ed，有关四个公式的下列说法中正确的是(　　) A．它们都只对点电荷或点电荷的电场成立 B．①②③只对点电荷或点电荷电场成立，④对任何电场都成立 C．①②只对点电荷成立，③对任何电场都成立，④只对匀强电场成立 D．①②只对点电荷成立，③④对任何电场都成立 四、课堂小结 学生画出本节课知识树 五、课后作业 1.下列说法正确的是(　　) A．由公式E＝得，电场强度E与电势差UAB成正比，与两点间距离d成反比 B．由公式E＝得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小 C．在匀强电场中，任意两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积 D．公式E＝只适用匀强电场 2.如下图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面间的距离都是25 cm，由此可确定此电场的电场强度的方向及大小为(　　) A．竖直向下，E＝0.4 V/m B．水平向右，E＝0.4 V/m C．水平向左，E＝40 V/m D．水平向右，E＝40 V/m 3.人体的细胞膜内外存在电势差(膜电位)约U＝35 mV，细胞膜厚度约为d＝7.0×10-9 m。细胞膜有选择地让钾或钠离子通过，以保持细胞内、外的电势差和渗透压。当一个一价的钠离子(电荷量q＝1.6×10-19 C)从图中的A到B通过细胞膜时，求：(细胞膜内的电场看作匀强电场，且电势关系为φA＞φB) (1)它受到的静电力多大？ (2)静电力做的功是多少？ (3)电势能是增加还是减少？改变了多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $$