1.6 电势差与电场强度关系 课件 -2026-2027学年高二上学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电势差与电场强度的关系”，系统讲解U=Ed的推导、适用条件及场强单位V/m，通过问题链（如“电场强度大处电势是否一定高”）结合示意图导入，衔接电场力与能的性质，构建旧知到新知的学习支架。 其亮点在于以科学推理为核心，通过两种功的计算推导U=Ed，结合不在同电场线的论证培养科学思维，例题（如A、B连线与电场线夹角60°计算）强化物理观念。课堂练习区分E=F/q等三公式适用条件，小结清晰，助力学生深化理解，教师可高效开展教学。

电势差与电场强度的关系 教学课件 1 学习目标 1 2 3 4 新课导入 新课讲解 课堂练习 目录 5 课堂小结 1.知道电势差与电场强度UAB＝Ed 的关系和适用条件，了解电场强度的另一个单位V/m。 2.理解公式E＝ 中d 和UAB的意义，掌握等势面的疏密与电场强度大小的关系，能解决有关问题。 3.从试探电荷在电场中的移动，体会匀强电场中电势差与电场强度关系的推导过程。 4.准确区分三个公式E＝ 、E＝ 和E＝ 的使用条件 学习目标 等势面 电场的两大性质 电场线 力的性质 能的性质 ①电场线与等势面垂直 ②电场线由高电势指向低电势 ③电场线越密的地方，等差等势面也越密 知识回顾: 电场 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； (2)通过A、B间的电势差计算电场力所做的功； (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； 甲 WAB＝Fd＝qEd WAB＝qUAB 两次计算功的大小相等，UAB ＝Ed (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 乙 新课导入 利用电场强度可以计算电场对电荷的作用力，利用电势差可以计算在电场中移动电荷时电场力所做的功。正如功与力联系紧密一样，电势差与电场强度也存在密切关系。 + A B E 问题1：电场强度大的地方电势是否一定高呢？反之又如何呢？ 电势与电场强度之间有什么关系呢？ 结论1:E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小) 新课讲解 问题2：电场强度为零的点，电势一定为零吗？反之又如何呢？（规定无穷远处为零势点） O 对O点： O 对O点： 【结论】电势φ与电场强度E间并无直接关系。 结论2:E为零处,φ不一定为零;φ为零处E不一定为零. 新课讲解 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 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？ 方法1：根据静电力做功与电势差的关系来计算功：W=qUAB ① 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 ② 比较功的两个计算结果①和②，得到UAB ＝ Ed 如果不考虑UAB的正负，把UAB的下标去掉(理解为两点间电压，用U表示)，故有U= Ed。 1.匀强电场中电场强度与电势差的关系________。 2.物理意义：在匀强电场中，两点间的电势差等于场强与这两点沿电场线方向的距离的乘积。也就是说，场强的大小在数值上等于沿场强方向单位距离上的电势差。 3.场强的另一个单位：伏特每米，符号V/m，1 N/C＝1 V/m。 4.UAB＝Ed，其物理意义：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距离的乘积。 匀强电场中电场强度与电势差的关系 探究：如果他们不在一条电场线上，还能得出以上结论吗？请尝试进行论证。 E l B q A d ）θ M E A B ө + q 解：带电量为q的正电荷由A点移动到B点，根据q 所受的静电力来计算功 WAB＝qELcosө= qEd（1） 静电力所做的功与A、B两点的电势差的关系： WAB ＝qUAB （2） 仍可证明：UAB ＝ Ed 还可写成： 结论：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。 　例题1：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 C 解析：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。 　练习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 二、等势面的疏密与电场强度大小的关系 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？ 由 知两相邻等势线之间的电势差 U 相同时，电场强度 E 越大的地方，两相邻等势线之间的距离 d 越小，电场强度 E 越小的地方，两相邻等势线之间的距离 d 越大，这就是电场线较密的地方等势线也较密，电场线稀疏的地方等势线也稀疏的原因。 电场线越密的地方，相邻等势面的间距越小，即等势面越密. 公式E=U/d只适用于匀强电场 等势面越密的地方，场强越大,适用于各种电场. 我们按照相邻等势面之间电势差相等的约定，画出正点电荷电场中各个等势面，如图。 思考：“根据E＝，若A、B两点在匀强电场的同一等势面上，由UAB＝0，故场强为零”这句话对吗？ 错误，当A、B在匀强电场同一等势面上时，两点沿电场方向距离d＝0.无法用E＝直接计算场强，E也不等于零． 电势差 电场强度E 定义式 大小 方向 联系 数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时，电场力所做的功 数值上等于单位正电荷受到的电场力 标量、无方向 矢量，规定正电荷在该点所受电场力的方向为正方向 沿电场线方向电势逐渐降低，电势逐渐降低最快的方向是电场线的方向。 区别公式 物理含义 适用范围 说明 电场强度大小的定义式 一切电场 q为试探电荷的电荷量 真空中点电荷场强的决定式 真空中，场源电荷Q是点电荷 Q为场源电荷的电荷量 匀强电场中场强的决定式 匀强电场 d为沿电场方向的距离 新课讲解 例题2 课堂练习 1.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且AB=BC。电场中A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC,电势分别为φA、 φB、φC, AB、BC间的电势差分别为UAB、 UBC,则下列关系式中不正确的是（ ） D 2.（多选）如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d,则( ) A.a点的场强一定大于b点的场强 B.a点的电势一定高于b点的电势. C.a、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强) D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功. · · a b BD 沿着电场线方向电势越来越低. 真理是相对的.只有匀强电场该结论才成立. 全面分析问题(六种常见电场) 任意电场电势差的定义式(度量式) 3. 电荷量为 <m></m> 的点电荷与一无限大接地金属板（电势为零） <m></m> 相距为 <m></m> ，所形成的电场的电场线如图所示.图中 <m></m> 点与金属板间距离为</m> ， <m></m> 点与 <m></m> 点关于点电荷对称，且测得 <m></m> 点电势为 <m></m> .则下列说法中正确的是( ) B A. <m></m> 点的电势也为 <m></m> B. <m></m> 点的电势大于 <m></m> C.点电荷与金属板间的电势差等于 <m></m> D.点电荷与金属板间的电势差小于 <m></m> 解析：匀强电场中电势差与电场强度间的关系 <m></m> ，由题图可知，点电荷左侧电场线较稀疏，右侧电场线较密集，电场线的疏密表示电场强弱，所以 <m></m> ，又 <m></m> 点电势为 <m></m> ，所以 <m></m> 点的电势大于 <m></m> ，B正确，A错误；由于 <m></m> 点左侧到点电荷的电场线比右侧密集，所以 <m></m> 点左侧到点电荷的电场强度比右侧强， <m></m> ，则点电荷与金属板间的电势差大于 <m></m> ，C、D错误. 4.如图，在匀强电场中的 M、N 两点距离为 2 cm，两点间的电势差为 5 V , M、N 连线与场强方向成 60°角，则此电场的电场强度多大？若Ｏ点为 M、N 连线的中点,则 MO 两点的电势差 UMO 多大？ N′ 60° E M N     O 课堂小结 ①匀强电场中电势差与电场强度的关系 （1）关系式： （2） ②等势面的疏密与电场强度大小的关系 等势面越密的地方场强越大 有正负，但正负不代表方向 感 谢 收 看 教学课件 30 E＝ $