2022-2023学年新教材高中物理第10章静电场中的能量3电势差与电场强度的关系课件新人教版必修第三册

1、第十章静电场中的能量3电势差与电场强度的关系课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升目标体系构建【学习目标】【思维脉络】课前预习反馈 1关系式UAB_或E_。2物理意义匀强电场中两点间的电势差等于_与这两点_的乘积。3适用条件只适用于_电场。知识点 1匀强电场中电势差与电场强度的关系Ed电场强度沿电场方向的距离匀强1表达式_。2物理意义在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_与两点沿_距离的比值。知识点 2电场强度与电势差关系的另一种表述电势差电场强度方向伏每米(V/m)匀强电场预习自测判一判(1)公式UEd适用于所有的电场。()(2)由UEd可知，匀强电场中两点的电势差

2、与这两点的距离成正比。()(3)沿电场线方向电势降落得最快。()(5)电场强度的两个单位 N/C和V/m是完全等价的。()(6)匀强电场的电场强度大小等于沿电场方向每单位长度上的电势差值。()选一选(多选)(2021山东省济南外国语学校高二下学期期中)如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且ABBC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为A、 B 、 C ，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有()AAB CBECEBEACUABUBCDUABUBCABC解析：电势沿电场线方向降低，所以A对；由电场线的疏密程度，可判定B项正确；由等势线的疏密程度

3、根据UEd可判断C项正确。想一想安全用电常识中，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”？解析：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”。课内互动探究如图是初中地理中的等高线图(图中数字的单位是 m)，请同学们结合如图探究以下几个问题：电势差与电场强度的关系情

4、景导入探究 一(1)小山坡的左边a和右边b哪一边的地势更陡些？(2)如果把一个球从山坡左、右两边滚下(不考虑摩擦)，哪边的加速度更大？(3)现在把图看成是描述电势高低的等势线，图中数字的单位是V，a和b哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？提示：(1)b(2)b(3)b，b1匀强电场中电场强度和电势差的关系：(1)定性分析：电势和电场强度都是描述电场性质的物理量，都由电场本身决定，但这两个物理量之间无直接关系，电场强度是从力的角度描述电场性质的物理量，是矢量；而电势则是从能量角度来描述电场性质的物理量，是标量。但是它们又有着定量的联系。要点提炼2电场强度E与电势差U的比较物理量比较内容电场强

5、度E电势差U引入意义描述电场力的性质描述电场能的性质正负或方向是矢量，正电荷受力方向为E的方向虽有正负，但是标量，正负表示两点电势高低联系(1)对于匀强电场EU/d(2)U和E是描述电场性质的物理量，大小取决于电场本身，与F、q、W无关3电场强度三个公式的对比特别提醒(2021黑龙江省双鸭山市一中高二上学期月考)如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab5 cm，bc12 cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60角，一个电荷量为q4108 C的正电荷从a移到b电场力做功为W11.2107 J。求：(1)匀强电场的电场强度E。(2)电荷从b移到c，电场力做的功W2。(3)a、c两点间

6、的电势差Uac。典例1典例剖析答案：(1)60 V/m(2)1.44107 J(3)6.6 V1在水深超过200 m的深海，光线极少，能见度极小。有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获得食物，威胁敌害，保护自己。若该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达104 V/m，可击昏敌害，电鳗在某次捕食时头尾间距为50 cm(如图)，则电鳗在放电时产生的瞬间电压为()A10 VB500 VC5 000 VD10 000 V对点训练C情景导入探究 二要点提炼如图所示的实线为电场线，虚线为等势线，a、b两点的电势分别为a50 V，b20 V，则a、b连线的中点c的电势c应为()

7、Ac35 VBc35 VCc35 VD条件不足，无法判断c的范围典例 2典例剖析B思路引导：认为c点是a、b连线的中点，则c35 V，而错选A。出错原因是不明确题中所给电场为非匀强电场；此题是讨论电势的降低与电场强度的关系，而电场强度的大小是通过电场线的疏密表示的，由此判断bc间的电势降低比ca间的电势降低慢。因为电场中电势为负值，容易错选C项。解析：由图可知，这是一个非匀强电场，且EbEa。若此电场为匀强电场，则c35 V。而此电场中EbEc35 V，因而选项B正确。2(多选)(2021山西太原五中高二上月考)如图所示为某一电场的电场线和等势面。已知a5 V，c3 V，abbc，b点电势为b

8、，b、d在同一等势面上。以|Wac|表示点电荷q由a点移到c点过程中电场力做功的大小，|Wdc|表示点电荷q由d点移到c点过程中电场力做功的大小，则()Ab4 VBb2|Wdc|对点训练BD核心素养提升一、电势与电场强度没有必然联系2电场强度大的点电势不一定高，电势高的点电场强度也不一定大。3电场强度为零的点，电势不一定为零，电势为零的点，电场强度也不一定为零。4电场强度与电势并非毫无关系，电场强度的大小反映着电势随空间位置变化的快慢。在如图点电荷的电场中，比较A点与B点，C点与D点场强大小，电势高低及UOA与UAB、UOC与UCD的大小。解析：EAEB，AB，UOAUAB；ECED，CUOD

9、。案例 1二、匀强电场的特点及两个推论(2)在匀强电场中，长度相等且相互平行的两线段端点间的电势差相等，如图乙所示，则UABUDC(或ABDC)，同理可知：UADUBC。如图所示，ABCD是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别是A15 V，B3 V，C3 V，由此可以推断D点电势D是多少伏？解析：由匀强电场的特点知，在匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点的电势差相等。故有UABUDCABDC，所以D9 V。答案：9 V案例 2三、根据电势图像分析电场强度2x图像：图乙表示电场场强不变，图丙表示随x的增大电场强度逐渐减小。【注意】电场强度方向不与x轴平行时，图线斜率表示的

10、是电场强度在x轴方向的分量。两个等量点电荷位于x轴上，它们在静电场中的电势随位置x的变化规律如图所示(只画出了部分区域内的电势)，x轴上有B、C两点，且OBOC，由图可知()AC点的电势低于B点的电势BB点的场强大小大于C点的场强大小，B、C两点处电场方向相同C正电荷可以在x轴上B、C之间的某两点做往复运动D负电荷沿x轴从B移到C的过程中电场力先做正功后做负功案例 3B课堂达标检测1(2021山东省青州二中)下列关于匀强电场中电场强度和电势差的关系的说法中，正确的是()A任意两点之间的电势差，等于电场强度和这两点间距离的乘积B在任何方向上，若两点间的距离相等，则它们之间的电势差就相等C沿着电场

11、线方向，任何相等距离上的电势降低量必定相等D电势降落的方向必定是电场强度的方向C解析：根据公式UEd可知，两点间的电势差等于场强和这两点间在电场线方向上距离的乘积，故A错误；根据公式UEd可知，沿电场线方向包括同一直线方向，距离相同，电势差相同。故C正确，B错误；电势降低最快的方向才是电场强度方向，故D错误。故选C。2(多选)(2021海南高一下期末)如图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是()A水平向左B水平向右CE100 V/mDE200 V/mACAD解析：由匀强电场中，平行且相等的线段间电势差相等，故DB4.5V，DB为等势面，故A正确，B错误；电场方向和等势线垂直，顺电场线方向电势降低，所以场强方向沿AC，计算AC长度为3 cm，AC电势差为9 V，得出匀强电场场强大小为9V/3 cm300 V/m，故C错误，D正确。4(2021湖北省沙市中学高二上学期期末)如图