电势差与电场强度的关系课件 2024-2025学年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目录/1.学习目标2.情景导入3.新课讲解4.小试牛刀5.课堂小结PART01学习目标学习目标1.经历探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系的过程，理解关系式的意义2.能够熟练应用

U=Ed解决有关问题3.知道电场强度另一个单位“V/m”的物理意义学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结PART02情境导入学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结电场力做功与路径无关电势

电势差

电场强度

电场力的功

电场力

电势能

？PART03新课讲解学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结思考：电场强度大的地方电势是否一定高呢？反之又如何呢？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学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结思考：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o取无穷远处为零电势点

电势与电场强度间并无必然关系o电势差与电场强度的关系思考讨论：如图在场强为E的匀强电场中，将一个带电量为q的正电荷由A点移动到B点，已知A、B之间的电势差UAB，A、B之间的距离为ddqABE那么，在这一过程电场力做了多少功？有几种表示方法？学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结方法1：根据静电力做功与电势差的关系来计算功：W=qUAB

①方法2：根据q

所受的静电力来计算功：在匀强电场中静电力F是恒力F＝qE

它所做的功为：W＝Fd＝qEd②比较功的两个计算结果①和②，得到UAB

＝Ed如果不考虑UAB的正负，把UAB的下标去掉(理解为两点间电压，用U表示)，故有U=Ed。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结

匀强电场中电势差与电场强度的关系

学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结如果A、B两点不在同一条电场线上，还能得出以上结论吗？试着进行论证MEABө+q解：带电量为q的正电荷由A点移动到B点，根据q

所受的静电力来计算功WAB＝qELcosө=qEd（1）静电力所做的功与A、B两点的电势差的关系：WAB＝qUAB

（2）仍可证明：UAB

＝Ed还可写成：学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结电场强度与电势差的关系另一表达式（2）适用条件：匀强电场；不过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。（3）上式不是U=Ed简单的变形，这一变形有丰富的物理内涵。物理意义是在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电场强度方向的距离之比。也就是说，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。（1）单位：N/C或V/m1V/m＝1J/(C·m)＝1N·m/(C·m)＝1N/C学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结思考讨论1：为什么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？参考答案：由知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，电场强度E

越小的地方，两相邻等势线之间的距离d

越大，这就是电场线较密的地方等势线也较密，电场线稀疏的地方等势线也稀疏的原因。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结思考讨论2：有同学认为:“根据，若A、B两点在d匀强电场的同一等势面上，由于

，故电场强度为零”。谈一下你的看法。提示：该同学分析错误，当A、B在匀强电场同一等势面上时，两点沿电场方向距离d=0。无法用直接计算电场强度，E不等于零。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结公式公式含义适用范围

电场强度的定义式任意电场真空中点电荷电场的场强计算公式真空中静止点电荷电场

匀强电场学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结PART04小试牛刀学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结1.关于匀强电场中电场强度和电势差的关系，正确的是(

)A.电场强度越大，则任意两点间的电势差也越大B.任意两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积C.沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等D.电势降低的方向必定是电场强度的方向C学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结答案：C解析：A.根据

得

公式中的d为匀强电场中沿电场强度方向的距离。如果某两点在同一等势面，则沿电场强度方向的距离为0，无论电场强度大小，则电势差都为0，A错误；B.根据

得

公式中的d为匀强电场中沿电场强度方向的距离。不是“两点间的距离”，B错误；C.根据

得

匀强电场中E处处相同，沿着电场线方向，任何相同距离即d相同，所以电势降低必定相等，C正确；D.电势降低最快的方向才是电场强度的方向，D错误；学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结2.下列说法中正确的是(

)A.

适用于任何电场

B.

适用于匀强电场C.

适用于任何电场D.E是矢量，由

可知，U也是矢量C学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结答案：C解析：A.

只适用于匀强电场，A错误；B.

适用于真空中的点电荷形成的电场，B错误；C.

适用于任何电场，C正确；D.E是矢量，U是标量，D错误。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结3.如图所示，A、B、C三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径之差相等。A、C两个等势面电势分别为

和

，则中间B等势面的电势(

)A.一定等于4

V B.一定低于4

V C.一定高于4

V D.无法确定B学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结答案：B解析：电场线与等势面互相垂直，由图看出，AB段电场线比BC段电场线密，AB段场强较大，根据公式

可知，A、B间电势差

，大于B、C间电势差

，即