1.6电势差与电场强度的关系 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

视差和电场强度有什么关系？首先在电场中两点之间电势的差值叫做电势差，也叫电压。那么在匀强电场中，静电力做的功等于电荷量与电势差的乘积，也等于静电力与距离的乘积。连立两个公式就可以得到，电势差等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积。电场强度与电势差的关系也可以写成这样，它表明电势差相同时，电场强度越大的地方等视线之间的距离越小，这就是电场线越密集的地方，等势线也越密的原因。 ·第一章 静电场 High school physics 学习目标 会用U=Ed处理匀强电场的问题。 知道电势差与电场强度的关系式，并了解其适用条件。 02 01 重点 03 会用E=定性分析非匀强电场。 重点 匀强电场中电势差与电场强度的关系 01 如图甲所示，在电场强度为E的匀强电场中，A、B是相距为d且同一电场线上的两点，其电势差为UAB，现将一个电荷量为+q的电荷由A移到B。 (1)从力和位移的角度计算电场力所做的功； WAB=Fd=qEd。 甲 (2)通过A、B间的电势差计算电场力所做的功； WAB=qUAB。 (3)比较两次计算功的大小并总结电势差与电场强度的关系； 两次计算功的大小相等，UAB = Ed。 公司logo 公司logo 观察与思考 (4)如果A、B两点不在同一条电场线上(如图乙)，上述结论还成立吗？请尝试进行论证。 WAB=Flcos θ=Fd=qEd，WAB=qUAB ，UAB=Ed，故仍成立。 (5)如图乙，B、C、D在同一等势线上，沿哪个方向电势降落最快？电势降落最快的方向与电场强度方向有怎样关系？ 乙 沿A→C方向电势降落最快，电场强度方向就是电势降落最快的方向。 公司logo 公司logo 观察与思考 伏每米(V/m) 1V/m=1 N/C。  （只适用于匀强电场） 1.匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点间沿电场线方向的距离的乘积。 2.公式： 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。 UAB=Ed E= 或 3.单位： 公司logo 公司logo 要点归纳 E A N P M (1)电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上的电势差。 (2)电场强度E的方向是电势降低最快的方向。 4.说明 公司logo 公司logo 要点归纳 (1)由公式E=得电场强度跟两点间的电势差成正比，跟两点间的距离成反比。(　　) (2)匀强电场中沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等。 (　　) (3)匀强电场中电势降低的方向必是电场强度的方向。(　　) × √ × 辨析 1.(来自教材)如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20 cm。把一个电荷量为q=10-5 C的正点电荷从B移到C，电场力做功为零；从C移到A，电场力做功为4×10-3 J，求该匀强电场的场强大小和方向。 答案　 V/m　方向垂直于BC由C指向A 例题 由题意得，q=10-5 C的正点电荷从B移到C，电场力做功为零，则B与C电势相等，BC连线是一条等势线。电荷量为q=10-5 C的正点电荷从C移到A，电场力做功为4×10-3 J，则CA间电势差为UCA== V=400 V，则该匀强电场的场强大小E== V/m，电场方向垂直于BC由C指向A。 电势差的三种求解方法 方法一 方法二 方法三 UAB=φA-φB UAB= UAB=Ed (匀强电场) 公司logo 公司logo 总结提升 2.(2024·眉山市高二期中)如图所示，匀强电场电场强度大小E=100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UBA为 A.5 V B.5 V C.-5 V D.-5 V 根据沿电场线方向电势降低可知B点电势低于A点电势，则UBA为负值，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可得UBA=-EdABcos 60°=-5 V，故选C。 √ 例题 等势面的疏密与电场强度大小的关系 02 如图所示，在一个非匀强电场中，某一条电场线上有A、B、C三点，且AB=BC。 (1)你能比较A、B间的电势差UAB和B、C间的电势差UBC的大小吗？ 根据电场线的疏密程度可知>，同时有AB=BC，结合公式U=d，可得UAB>UBC (2)如果φA=10 V，φC=4 V，则B点的电势φB等于7 V吗？ 因为该电场为非匀强电场，根据前面分析可知沿电场线方向上相等距离间的电势差不等，故B点的电势φB不等于7 V； 公司logo 公司logo 观察与思考 (3)大致画出过A点和B点的等势面；如果要求相邻等势面之间的电势差相等，且A、B两点间没有另一个等势面，那么在B点右侧的另一个等势面应该画在哪里？ 根据电场线和等势面垂直可得过A点和B点的等势面如图所示；因为有>，根据U=d可知若要求相邻等势面之间的电势差相等，可知在B点右侧的另一个等势面在C点右侧，如图所示。 公司logo 公司logo 观察与思考 2.E=只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题。 点电荷电场的电场线和等差等势面 1.等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大。 公司logo 公司logo 要点归纳 公司logo 公司logo 要点归纳 3.(2024·四川省华阳中学高二期中)我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆，A、B、C、D是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，如图所示，则 A.电场强度的大小为EA>EB>ED>EC B.电势的大小为φA>φB=φD>φC C.AB间距离等于BC间距离的2倍 D.人从B沿着圆弧走到D会发生触电 √ 例题 等差等势线越密电场强度越大，由题图可知电场强度的大小为EA>EB= ED>EC，故A错误； 根据题意，圆心处的电势最高，向外越来越低，电势的大小为φA>φB= φD>φC，故B正确； AB的平均场强大于BC的平均场强，由题图可知，AB的电势差等于BC电势差的2倍，根据E=，可以定性判断出AB间距离小于BC间距离的2倍，故C错误； B和D在同一条等势线上，人从B沿着圆弧走到D不会发生触电，故D错误。 　 　 (2024·四川省泸县第四中学高二月考)如图所示，为某点电荷周围的部分未标明方向的电场线和等势面分布图，已知φa=10 V，φc=30 V，b为a、c连线中点，则 A.该点电荷一定是正电荷 B.Uab=10 V C.φb>20 V D.φb<20 V 针对训练 √ 因c点电势高于a点，可知电场线的方向大致向左，该点电荷一定是负电荷，选项A错误； 因ab之间的电场线较bc间密集，可知ab之间的场强较大，根据Uab=·dab Ubc=·dbc 可知> 因为=20 V，则>10 V， 即φb-φa>10 V，则φb>20 V， 选项B、D错误，C正确。 电势差与电场强度的关系 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。 UAB=Ed或E= (只适用于匀强电场，对于非匀强电场，可做定性判断) 伏每米(V/m) 1V/m=1N/C 课堂小结 等势面的疏密与电场强度大小的关系 在电场线越密的地方，相邻等势面的间距越小，即等势面越密。 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.20.100 $