电势差与电场强度的关系高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十章静电场中的能量第三节电势差与电场强度的关系问题与思考01电场强度与电势差的关系02问题与拓展03巩固提升04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温故知新关系新课导入问题与思考PART01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。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。问题与思考为什么？场强度大的的地方电势是否一定高？反之又如何？ABCD结论1:E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小)EA>EB,φA>φBEC>ED,φC<φD问题探究1电场强度为零的点电势一定为零吗？反之如何呢？O点：E=0，φ≠0O点：φ=0，E≠0结论2:

E为零处,φ不一定为零;φ为零处E不一定为零场强E与φ无直接关系oo取无穷远处为零电势点问题探究2匀强电场AB电势差与场强间有一定的数量关系（U=Ed）但电势与场强间没有直接的数量关系E相等，φ不一定相等；φ相等，E不一定相等问题探究3电场的两大性质放入其中的电荷具有电势能放入其中的电荷产生力的作用电场的性质电场力的性质电场能的性质移动电荷电场力做功问题探究3若沿场强方向移动电荷从力的角度：Ｗ=Fd=qEdAB

①从能的角度：Ｗ=qUAB

②由①②两式得:UAB=EdAB两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积EABq+Fd问题探究3正确吗LMEABθ++qFdUAB=Ed若不沿场强方向移动电荷问题探究4这就是匀强电场中电势差与电场强度的关系。接下来我们一起更深入学习？从力的角度：从能的角度：EABdL

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。A'd或：问题探究5电场强度与电势差的关系PART02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。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伏特每米V/m

描述沿电场线方向电势降落的快慢电场强度与电势差的关系：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2.公式：电场强度与电势差的关系（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。4.说明：EANPM电场强度与电势差的关系【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？典例分析典例分析典例分析以上的学习中有没有其他新发现？思考与拓展PART03点电荷周围等势面分布间距不相等ABC

WAB=FABlAB=qUABWBC=FBClBC=qUBCFAB<FBCUAB=UBClAB>lBCF指平均值拓展1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=UBCABC

AC连线的中点B的电势与A、C两点的电势的关系。拓展2在匀强电场中沿同一方向任意相等距离上的电势差相等。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。拓展3EAＢCDAB//CDAB=CD=L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，则拓展4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。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）拓展5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P电势是多大？在匀强电场中沿电场线方向电势随位置坐标均匀降落。EoPxxφo在φ-x图象中，斜率大小表示场强大小。。拓展6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”？【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”。学以致用电场强度的三个表达式的比较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=qEdABＷAB=qUABEANPMxφo拓展课堂总结巩固提升PART04【练习1】医生用心电图检查仪为一位身高1.8m的运动员体检，她把电极吸在身体5个不同的位置，如图所示。如果人体从头往脚的方向构成匀强电场，其中有两个点的电势差最大，约为500μV，则电场强度约为()A．278μV/m B．500μV/mC．1000μV/m D．1250μV/m课堂练习【正确答案】B【练习2】在水平地面上放一块长方形的铁块，在它O点正上方固定一正点电荷Q，长方形的铁块MN上A、B、O、C、D间距相等，则正点电荷Q在各点产生的场强E，在长方形的铁块MN上各点的电势φ、各点间的电势差U以下说法正确的是（）A． B．C． D．MN上表面不带电【正确答案】B课堂练习【练习3】一种电场的某条电场线与x轴重合，其场强大小E与坐标x的关系如图所示，下列说法正确的是（）A．此电场是匀强电场B．由图像可以直接看出场强大小随x均匀增大C．图像的斜率表示电场的电势D．x1与x2之间的电势差等于阴影部分的面积【正确答案】D课堂练习【练习4】高压电线落地可能导致行人跨步电压触电。如图所示，若高压输电线掉落在水平地面上的O点，且O点附近地质结构分布均匀，将在地面形成以O为圆心的一系列同心圆等势线。则（）A．图中A点的电场强度小于B点的电场强度B．图中A点的电场强度大于B点的电场强度C．行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越大D．行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越小【正确答案】A课堂练习【练习5】（多选）（2022·湖北武汉·高一期末）如图所