10.3电势差与电场强度的关系 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电势差与电场强度的关系”，通过情境推导（W=qU与W=qEd关联）建立U=Ed公式，衔接电场力做功、电势等前序知识，以公式推导、等势面分析、例题练习为支架，帮助学生构建静电场知识体系。 其亮点在于融合科学思维与物理观念，通过匀强与非匀强电场对比、等势面疏密与场强关系分析，培养模型建构与科学推理能力。采用情境推导+分层例题（如等分法确定场强方向），学生能深化对场强与电势关系的理解，教师可直接用于课堂教学提升效率。

第十章：静电场中的能量 10.3 电势差与电场强度的关系 U E 一、讨论电势差与电场强度的关系 情境： 推导： 结论： 情境： 推导： ① ② 1.定义：匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场方向的距离的乘积。 3. E 的单位：伏每米（V/m） 1V/m=1N/C 或 2.公式： 只适用于匀强电场 计算时不带正负号 4.物理意义：电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势 理解：E越大， 电势降落越快。 A B C 为什么点电荷周围等差等势面分布间距不相等？ 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，所以电场线越密（E越大）的地方等势线也越密。 匀强电场的等差等势面间距相等 电势均匀降低。AB=BC，UAB=UBC （2）非匀强电场中的定性分析，这一比值在非匀强电场中也有意义，它表示两点间的平均电场强度。 Uab<Ubc Eab<Ebc 练习2.如图所示为某一电场的电场线和等势面。 已知φa＝5 V，φc＝3 V，ab＝bc，则(　　) A.φb＝4 V B.φb>4 V C.φb<4 V D.上述情况都有可能 C 1 沿任意一个方向，电势降落都是均匀的。且沿电场方向电势降落最快 平行或同一直线，相同间距的两点间电势差相等， 若把AB分成三段，则每段为1/3Uab-----电势差等分） 匀强电场的电势特点（E不变） A o B AB的中点C的电势 1 沿任意一个方向，电势降落都是均匀的。且沿电场方向电势降落最快 （平行或同一直线上，相同间距的两点间电势差相等，若把AB分成三段，则 每段两端电势差为1/3Uab-----电势差等分） 匀强电场的电势特点（E不变） A o B N M E B A o UAo和UoB的大小有什么关系呢？ （2）匀强电场中，任一线段AB的中点C的电势。 P （1）匀强电场中，若两线段平行或共线(θ相同)， 电势差与长度的关系：（电势差的比值等于长度之比） UAC=UCB , 则 φA-φC=φC-φB。 即 一、匀强电场的几个推论 等分法确定匀强电场电场强度方向思路： （1）确认最高电势φ1、最低电势φ2，中间电势φ3 （2）在φ1-φ2分成n等分，找出φ3的等势点（先由等分法确定电势相等的点） （3）作出等势线，根据电场线与等势面垂直，从高电势向低电势方向画出电场线。 【例题1】A、B、C是匀强电场中的三个点，已知各点电势φA=10V、φB=2V、φC=6V，A、B、C三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是( ) D 例题3 例题精选 05. 【参考答案】AD 高中物理必修第三册 （多选）如图，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一直角三角形，AB=1m，电场线与三角形所在的平面平行，已知A点的电势为5V，B点的电势为-5V，C点的电势为15V，据此可以判断（　　） A．C点的电势比D点的电势高 B．场强方向由B指向A C．场强的大小为 D．场强的大小为 解析 AB．D点的电势为 则C点的电势比D点的电势高，AD为等势面，场强方向垂直AD连线指向B点，选项A正确，B错误； CD．场强的大小为 选项C错误，D正确。故选AD。 等势体 静电平衡的特点 静电平衡 导体是等势体 （内部电场强度为0，电势不为0） 静电平衡--内部场强为零--内部没有电场线--导体上电势相等 外表面处场强方向与该处的表面垂直。 练习1：以下说法正确的是： A.匀强电场中各处的场强相等，电势也相等； B.场强为零的区域中，电势处处相同； C.沿电场线方向电场强度一定越来越小； D.电势降低的方向就是电场线的方向。 最快 √ 错 错 B 例题：真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一个2×10-15kg 的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给两金属板加200V直流电压。 （1）求带电粒子所受的静电力的大小。 （2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。 （3）如果两金属板距离增大为原来的2倍，其他条件不变，则上述问题 （1）（2）的答案又如何? U M N + - + （3） 用qU= 课堂练习 01 A 课堂练习 01 2．如图所示，M、N为两个带有等量异种电荷的平行金属板，两板间电场强度E=1×104V/m，方向向下。M板和N板相距10cm，电场中A点距N板为3cm，B点距M板为2cm。下列说法正确的是（　　） A．A、B间的电势差UAB=500V B．让M板接地，则B点的电势φB=300V C．让N板接地，则A点的电势φA=300V D．一电子从A到B静电力做功小于电子从A到C点再到B静电力做的功 课堂练习 02 C 课堂练习 02 D．电场力做功与路径无关，所以一电子从A到B静电力做功等于电子从A到C点再到B静电力做的功，故D错误。故选C。 例题1 例题精选 01. 【参考答案】D 高中物理必修第三册 如图，O、M、N为一负点电荷电场中一条电场线上的三点，M为ON的中点。O、N两点的电势分别为，，则（   ） A．M点的电势为-6V B．O点的电场强度一定比N点的电场强度大 C．M、N两点的电势差等于O、M两点的电势差 D．电子在O点的电势能小于其在N点的电势能 解析 例题解析 02. 高中物理必修第三册 AC．根据而MN间电场线较OM间密集，则可得，选项AC错误； B．N点电场线较O点密集，则O点的电场强度一定比N点的电场强度小，选项B错误；D．因O点电势较N点电势高，则电子在O点的电势能小于其在N点的电势能，选项D正确。故选D。 电场线、等势面和带电粒子运动轨迹的综合应用 涉及等势面和电场线的问题常与带电粒子的运动轨迹相结合，分析这类问题的思路如下： 1、合外力的方向指曲线轨迹的凹侧，沿切线（判断粒子电性） 4、沿电场线的方向电势逐渐降低 2、动能定理判断带电粒子的动能变化；静电力做功情况判断电势能的变化； 3、由等差等势面或电场线的疏密程度判断电场强度的大小、 加速度大小、力的大小 A B E a b F 轨迹 5、电场线与等势面垂直 例3：如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　） A．三个等势面中，a的电势最高 B．带电质点通过P点时电势能较大 C．带电质点过P点时的动能较大 D．带电质点通过P点时的加速度较小 B C 例题讲解 ABC D 例题讲解 图像？？？？ $