10.3 电场强度与电势差的关系 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕电势差与电场强度的关系展开，涵盖匀强电场中U=Ed公式及推论、非匀强电场中电势变化率与图像应用。通过“电场线与等势线疏密关系”的思考导入，衔接电场线和等势面知识，搭建学习支架。 其亮点在于通过丰富例题（如正方形、梯形电势计算）和“等分法求电势”技巧，结合φ-x、E-x图像分析，培养学生科学思维与探究能力。小结整合公式与图像规律，帮助学生形成物理观念，教师可借助系统内容提升教学效率，学生能深化对电场性质的理解。

10.3 电势差和电场强度的关系 思考 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。 思考：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 1.匀强电场中电势差和场强的关系 A B A C B 4 1.匀强电场中电势差和场强的关系 一、规律 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。 二、理解 （1）只适用于匀强电场 （2）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 （3）电场强度另一单位：伏每米 5 1.匀强电场中电势差和场强的关系 三、推论 ①电场中，电势降落最快的方向为电场强度的方向 A B C D 降落快慢的定义： 单位长度上电势的变化 6 【例1】在一平行于纸面的匀强电场中，A、B、C、D是中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15V，φB＝3V，φC＝3V。由此可得D点电势φD＝________V C A B D -9 7 【例2】在一平行于纸面的匀强电场中，如果a、b、c、d是一个梯形的四个顶点，ab//cd，且cd=2ab，已知φa＝3V，φb＝5V，φc＝7V，由此可得d点电势φd＝________V 3 拓展：若ef为梯形的中位线，Uef =_______V -3 8 1.匀强电场中电势差和场强的关系 三、推论 ①电势降落最快的方向为电场强度的方向 ②若A,B两点不在同一等势面上， ③若AB//CD，且 ， 特别地，若C为AB的中点，有 9 【例3】在一平行于纸面的匀强电场中，一个四边形ABCD，其中，M为AD的中点，N为BC的中点．已知UAB=1V，UCD=-2V． 则UMN= _______V 1.5 10 【例4】在一平行于纸面的匀强电场中，A、B、C、D是一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15V，φC＝3V，φD＝-3V。 (1)在图中绘出过A点的电场线; (2)若边长为2cm，求场强的大小。 C A B D 10 11 【例4】在一平行于纸面的匀强电场中，A、B、C、D是一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15V，φC＝3V，φD＝-3V。 (1)在图中绘出过A点的电场线; (2)若边长为2cm，求场强的大小。 C A B D V V O 11 1.匀强电场中电势差和场强的关系 四、技巧（等分法求电势） 4V 2V 0V 2V 13 2.非匀强电场中电势差和场强的关系 一、等差等势面 A B C D 【例5】（课本P50） 如图10-4，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为，和是否相等? 不相等 间平均场强大于，故 15 2.非匀强电场中电势差和场强的关系 二、电势在空间上的变化率 任意静电场中，任一点某方向的场强等于该点电势对于空间变化率的负值。 梯度 15 16 【例6】在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法中正确的是 (　　) A．q1和q2带有同种电荷 B．x1处的电场强度为零 C．负电荷从x1移到x2 ，电势能减小 D．负电荷从x1移到x2 ，受到的电场力增大 C　 k(k>0) 17 【例6】在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示． 拓展：若q2在O点，试定性判断q1两的大致位置， q1、q2的电性和带电量的大小关系。 q2 q1 依据1： 依据2： 17 小结 1．电势差与电场强度的关系： 2．等差等势面：越密的地方场强越强 3．图像：斜率大小表示场强大小，斜率正负表示场强 的方向 ①顺着电场线方向电势降低最快 ② 1.有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb 分别垂直于x轴、y轴，其中a、b、c三点电势分别为4 V、8 V、10 V，使一电荷量为q＝－2×10－5 C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列说法中正确的是 (　 ) A．坐标原点O的电势为2 V B．电场强度的大小为 V/m C．该点电荷在c点的电势能为2×10－4 J D．该点电荷从a点移到d点过程中，电场力做功为 8×10－5 J D　 2. 如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，其中q1位于x轴的坐标原点，电荷q2的右侧各点电势φ随x变化的关系如图中曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零，BD段中的电势最低点为C点，则下列说法中正确的是 (　 ) A．A点的电场强度方向向左 B．两点电荷的电荷量的大小关系为q1＜q2 C．B点到D点的电场强度先增大，后减小 D．将一带负电的试探电荷从C点移到D点， 电场力做负功 A　 21 2.非匀强电场中电势差和场强的关系的应用 三、图像 （1）任一点切线的斜率表示该点场强的大小和方向（+x轴/-x轴） （2）可根据图像数值的变化结合粒子电性判断电场力做功 （3）可根据图像形状判断电场是否是匀强电场 22 2.非匀强电场中电势差和场强的关系的应用 四、图像 图像与坐标轴所围面积大小为两点的电势差 23 3.某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E－x关系如图所示，ON＝OP，OA＝OB．取O点的电势为零，则 A．A、B的电势相等 (　　) B．从N到O的过程中，电势一直增大 C．电子从N移到P的过程中，电势能 先增大，后减小 D．电子从N移到O和从O移到P的过程中， 电场力做功相等 D　 24 4.真空中静止的均匀带正电的球体，其半径为R，电场强度沿半径方向分布如图所示，静电力常量为k，则 (　　) A．r1和r2两处电势相等 B．球体表面处电势最高 C．r1和r2两处电势差为E0(r2－r1) D. 该球所带的电荷量为 D　 $