新教材人教版高中物理必修第三册 10.3电势差与电场强度的关系 教学课件

1、第十章 静电场中的能量10.3 电势差与电场强度的关系1.1. 掌握公式UEd的推导过程，理解公式的含义，知道公式的适用条件.2.会用关系式UEd处理匀强电场问题，理解电场强度的另一种表述.3. 能够应用UEd或E 解决有关问题，理解电场强度的另一个单位“伏(特)每米”的意义学习目标电场力电场强度电势差电势电势能电场力的功电场力做功与路径无关关系关系图新课导入 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。图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的。问题与思考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。为什么呢？新课讲解探究1：场强度大的的地方电势是否一定高？

2、反之又如何？ABCD结论1: E大处不一定高(低)；高处E不一定大(小) 问题与思考EAEB ,ABECED ,CD探究2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之如何呢？O点：E=0， 0 O点： =0，E 0 结论2: E为零处,不一定为零;为零处E不一定为零 场强E与无直接关系问题与思考oo取无穷远处为零电势点 探究3：若沿场强方向移动电荷从力的角度：= Fd = qEdAB 从能的角度：= qUAB 由 两式得:UAB = EdAB 两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积问题与思考EABq+Fd正确吗？问题与思考LMEAB+qFd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

3、场方向的距离的乘积。UAB = E d探究4：若不沿场强方向移动电荷1.定义：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。 3.单位：伏每米（V/m） 1V/m=1N/C或电场强度与电势差的关系2.公式：（2）电场强度E的方向是电势降低最快的方向。（1）由 表明，在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。 电场强度与电势差的关系4.说明：EANPM【例题】如图，真空中平行金属板M、 N之间的距离d为0.04m，有一210-15 kg 的带电粒子位于M 板旁，粒子的电荷量为810-15 C，给两金属板加200 V 直流电压。（1）求带电粒子所受的静

4、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？电场强度与电势差的关系电场强度与电势差的关系拓展1：点电荷周围等势面分布间距不相等ABC WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB lBCF指平均值拓展2：沿电场线方向任意相等距离上的电势差相等WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB= FBCUAB= UBC思考与拓展ABC AC连线的中点B的电势与A、C两点的电势的关系。思考与拓展拓展3：在匀强电场中沿同一方向任意相等距离上的电势差

5、相等。NMECAB结论：匀强电场中任意两点连线中点的电势等于这两点电势之和的一半。EACDAB/CD AB=CD=L思考与拓展拓展4：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。UAB =UCD推广：若AB/CD ，则如图所示，AB为匀强电场中的两点，如果O1、 O2 、 O3 On为AB连线的n等分点，那么O1、 O2 、 O3 On 也是是A、B间电势差的n等分点。思考与拓展拓展5：在匀强电场中任意两点的连线的n等分点也将这两点间的电势差n等分。（几何等分点也是电势差等分点）如图，在场强为E的匀强电场中，沿电场线方向建立一直线坐标系，O为原点，取O点的电势为0，则坐标为x处的

6、P电势是多大？思考与拓展拓展6：在匀强电场中沿电场线方向电势随位置坐标均匀降落。EoPxxo在-x图象中，斜率大小表示场强大小。电场强度的三个表达式的比较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安全用电中，有一个涉及“跨步电压”现象的问题，你知道什么是“跨步电压”吗？如果遇到地面有漏电，应该如何避免“跨步电压”？学以致用【提示】地下电缆漏电、高压电线断裂后触地等情况，都会在地面上形成以漏电处为圆心的辐射状电场，沿电场方向任意两点之间就会有电

7、势差若有人处在其中，在人沿远离漏电处跨步逃离的情况下，两脚间就有一电压，即跨步电压，人就会触电人若不动就不会触电，若要逃离的话，就要采用袋鼠式走动的方式，即用跳跃的方式逃离，就可以避免“跨步电压”。力能电场强度电势差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。WAB=qEdAB AB= qUAB EANPMxo拓 展课堂小结1.（2021江苏南通市高一月考）关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是（）A任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B沿电场线方向上，相同距离上电势降落一定相等C电势降落的方向一定是电场强度的方向D电势降落最快的方向不一

8、定是电场强度的方向【正确答案】B当堂小练2.（2021全国高三二模）雷电是雷雨云层积累的强大电荷区出现的高压电场放电现象。若已知空气被一万伏特高压击穿的间距为1cm，试估算空气在击穿瞬间产生的电场强度至少应为（）A1.0106V/m B2.0106V/mC1.0109V/m D2.0109V/m【正确答案】A3.（2021辽宁高三二模）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

9、成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，则（）A电势的大小为B场强的大小为C人从B沿着圆弧走到D会发生触电DAB间距离等于2倍BC间距离【正确答案】B【正确答案】BD5.（多选）在x轴上关于原点对称的a、b两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的E-x图象描绘了x轴上部分区域的电场强度(以x轴正方向为电场强度的正方向)在电场中c、d为x轴上关于原点对称的两点，O为坐标原点，下列结论正确的是()Aa、b处为异种点电荷Bc、d两点电场强度相同，但c点电势更高C若将一负电子从c点移到d点，其电势能增大DO点处电势等于零，电场强度也等于零【正确答案】ABC6.（2021江西鹰潭市高三一模）空

10、间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现用仪器在纸面内沿互成角的OA、OB两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势与O点距离的函数关系如图所示，则下列关于该场的电场强度E的大小、方向说法中正确的是（）AE=400V/m，沿AO方向BE=400V/m，沿BO方向CE= V/m，沿y轴负方向成30斜向左下DE= V/m，沿y轴正方向成30斜向右上【正确答案】A【正确答案】A7.(多选)（2021河南高一月考）如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知 。该电子的电势能EP随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（

11、）AA点电势高于B点电势BA点的电场强度大于B点的电场强度C电子经过A点的速率大于经过B点的速率DA、B两点电势差UAB大于B、C两点电势差UBC【正确答案】BD【正确答案】BD8.（2021河北高二期末）如图所示，A、B、C为匀强电场内的三个点，电场的方向与三点所在平面平行。连接A、B、C三点构成一顶角为1200的等腰三角形，AB边和AC边的长度均为2.0m。将一电子从A点移到B点过程中，电子克服电场力做功为W1=1.0eV；从A点移到C点过程中，电场力对电子做功为W2=3.0eV。D、G、F分别为线段BC的四等分点。则电场强度大小为（）A1V/m B V/mC V/m D V/m【正确答案】D【正确答案】D9.(多选)（2021重庆市綦江中学高三月考）如图所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长 的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面。已知A、B、D的电势分别为-2V、4V、10V。则下列说法正确的是（ ）A电子在E点的电势能是4eVBA、F间的电势差是4VC该匀强电场的场强大小E=100V/mD一个质子（电量为+e）从B点以6eV的动能进入电场，调整入射方向，可使质子到达D点【正确答案】CD【正确答案】CD10.（2021江苏高三专题练习）如图所示，空间中存在着匀强电场，长方体ABCD-A1B1C1D1中ADD1A1是边长