人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量10-3电势差与电场强度的关系课件

第十章静电场中的能量学习目标3电势差与电场强度的关系知识点电势差与电场强度的关系答案:电场强度和电势都是描述电场性质的,电场线和等势面的疏密存在对应关系,这表明电场强度和电势之间存在一定的联系,即电场强度越大的地方电势降落越快.1.点电荷周围的电场线和等势面的剖面图如图所示.图中两个相邻等势面之间的电势差是相等的.电场线密集的地方等势面也密集,电场线稀疏的地方等势面也稀疏.这表明电场强度和电势差之间有什么关系?

电场强度沿电场方向的距离Ed1V/m=1N/C

小试身手判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).

××√×××探究一匀强电场中电势差与电场强度的关系问题情境

1.分别从“力和位移的角度”“静电力做功与电势差的关系的角度”计算静电力做的功.

2.比较两次计算的功的大小,说明电势差与电场强度有何关系.

过程建构1.匀强电场中,电势差与电场强度的关系式UAB=Ed,d为两点沿电场方向上的距离.2.沿着电场线方向电势降落最快.3.在匀强电场中,沿任意一个方向,电势下降都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等.【典例1】如图所示,匀强电场的电场强度大小为1×103N/C,lAB=lDC=4cm,lBC=lAD=3cm,ABCD为矩形,AB平行于电场线,则下述计算结果正确的是 (

)A.AB之间的电势差为4000VB.AC之间的电势差为50VC.将q=-5×10-3C的点电荷沿矩形路径ABCDA移动一周,静电力做功为0D.将q=-5×10-3C的点电荷沿ABC或ADC从A移动到C,静电力做功都是-0.25J解析:UAB=ElAB=40V,选项A错误;UAC=UAB=40V,选项B错误;将电荷移动一周,电势差为0,静电力做功为0,选项C确;WAC=qUAC=-0.2J,选项D错误.答案:C【典例2】（多选）如图,在匀强电场中有一虚线圆,ab和cd是圆的两条直径,其中ab与电场方向的夹角为60°,ab=0.2m,cd与电场方向平行,a、b两点的电势差Uab=20V.则(

)A.电场强度的大小E=200V/mB.b点的电势比d点的低5VC.将电子从c点移到d点,静电力做正功D.电子在a点的电势能大于在c点的电势能

答案:AD用等分法确定电场线的方法先由等分法确定电势相等的点,画出等势线,然后根据电场线与等势面(线)垂直画出电场线,且电场线的方向由电势高的等势面(线)指向电势低的等势面(线),从而确定电场方向.

问题情境如图所示,只画出带电体空间分布的电场线和等势面的剖面图,等势面可看成等势线.图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的.1.图中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.这是为什么呢?

2.A和B哪一边电势降落得快?为什么?答案:B边电势降落得快.因为相邻两条等势线之间的电势差是相等的,等势线越密集的地方,相邻两条等势线之间的距离d越小,说明电势降落得越快.过程建构

2.电场强度E的三个表达式的对比.公式物理含义引入过程适用范围电场强度大小的定义式,q为试探电荷的电荷量E反映某点电场的性质,与F、q无关一切电场真空中点电荷电场强度的决定式,Q为场源电荷的电荷量真空中点电荷产生的电场匀强电场中电场强度与电势差的关系,d为沿电场线方向的距离由W=qEd和W=qU导出匀强电场【典例3】如图所示,在点电荷形成的电场中有A、B、C三点,它们到点电荷的距离分别为rA、rB和rC,且rB-rA=rC-rB.用EA、EB、EC表示A、B、C的电场强度,用UAB表示A、B之间的电势差,用UBC表示B、C之间的电势差,则下列说法正确的是 (

)A.EA<EB

B.EB=ECC.UAB>UBCD.UAB=UBC

答案:C【典例4】如图所示,在匀强电场中有边长为1m的等边三角形ABC,其中O点为该三角形的中心,A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V.下列关于电场强度和电势差的说法正确的是(

)A.A、O两点的电势差UAO=1VB.B、O两点的电势差UBO=2VC.该匀强电场的电场强度大小为1V/mD.该匀强电场的电场强度大小为2V/m

答案:D课堂评价答案:D1.关于匀强电场中电势差与电场强度的关系,正确的说法是(

)A.在不同电场中相同距离的两点上,电势差大的其电场强度也必定大B.任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积C.电势减小的方向,必定是电场强度的方向D.沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等答案:B2.如图所示,A、B为匀强电场中的两点,A、B间距离为l,A、B连线与电场线的夹角为θ,电场强度为E,则A、B间的电势差为(

)A.El

B.Elcos

θC.Elsin

θ D.03.下图是一个匀强电场的等势面示意图,每两个相邻等势面相距2cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是(

)A.竖直向下,E=100V/mB.水平向左,E=100V/mC.水平向左,E=200V/mD.水平向右,E=200V/m答案:B

答案:AD5.如图所示,在匀强电场中,将电