2024年新教材高中物理10.3电势差与电场强度的关系讲义无答案新人教版必修第三册

电势差与电场强度的关系1．理解匀强电场中电势差与电场强度的关系UAB＝Ed，能够推导出这个关系式。(重点)2．知道电场强度的另一种关系，了解场强的另一个单位“伏特每米”的意义。3．会用关系式UAB＝Ed或E＝eq\f(UAB,d)进行有关的计算。(难点)1．对E＝eq\f(U,d)公式的理解与应用。2．对场强的进一步理解。3．匀强电场中场强与电势差的关系。一、匀强电场中电势差与电场强度的关系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：电场。二、公式E＝eq\f(UAB,d)的意义1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的与这两点的比值。2．电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿方向每单位距离上降低的。3．电场强度的另一个单位：由E＝eq\f(UAB,d)可导出电场强度的另一个单位，即，符号为。1＝1N/C。学问点一对关系式U＝Ed和E＝U/d的理解1．关系式表明白电场强度与电势差的关系大小关系由E＝eq\f(U,d)可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势方向关系电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向物理意义电场强度是电势差对空间位置的改变率，反映了电势随空间改变的快慢2．在非匀强电场中，公式E＝eq\f(U,d)可用来定性分析问题，由E＝eq\f(U,d)可以得出结论：在等差等势面越密的地方场强就越大，如图甲所示。再如图乙所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离ab＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故Uab<Ubc。【例1】如图所示，在匀强电场中，电荷量q＝5.0×10－10C的正电荷由a点移到b点和由a点移到c点，电场力做功都是3.0×10－8J，已知a、b、c三点的连线组成了一个直角三角形，ab＝20cm，∠a＝37°，∠c＝90°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)a、b两点的电势差Uab；(2)匀强电场的场强大小和方向。训练角度1：应用E＝eq\f(U,d)定性分析1．(多选)如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有()A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EAC．UAB＜UBC D．UAB＝UBC训练角度2：应用E＝eq\f(U,d)定量计算2．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一个直角三角形，AB长为Lm，电场线与三角形所在的平面平行，已知φA＝5V，φB＝－5V，φC＝15V，由此可以推断()A．场强的方向由C指向BB．场强的方向垂直AD连线斜向上C．场强的大小为eq\f(10,L)V/mD．场强的大小为eq\f(20\r(3),3L)V/m学问点二对电场强度的进一步理解1．关于场强E的几个表达式公式适用范围说明E＝eq\f(F,q)任何电场定义式，q为摸索电荷的电荷量E＝keq\f(Q,r2)真空中点电荷形成的电场Q为场源电荷的电荷量，E表示跟点电荷相距r处的某点的场强E＝eq\f(U,d)匀强电场U为沿电场线方向上相距为d的两点间的电势差2．关于电场强度与电势的理解(1)电场强度为零的地方电势不肯定为零，如等量同种点电荷连线的中点；电势为零的地方电场强度也不肯定为零，如等量异种点电荷连线的中点。(2)电场强度相等的地方电势不肯定相等，如匀强电场；电势相等的地方电场强度不肯定相等，如点电荷四周的等势面。【例2】有两块平行金属板A、B相隔6cm，接在36V的直流电源上。电源的正极接地，C点在两板间且到A板的距离为2cm。(1)求A、B两板间的场强大小和方向；(2)以地面为电势的零点，问C点的电势多高？上例中，若改为B板接地，其他条件不变，则C点电势多高？若C点放一电子，则电子的电势能多大？3．如图所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5cm，电势差为25V，在电场中P点固定放置电荷量为5×10－9C的负点电荷，此时电场中有一点场强为零，此点在P点的()A．上方30cm B．下方30cmC．上方25cm D．下方25cm1．对公式E＝eq\f(UAB,d)的理解，下列说法正确的是()A．此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差B．A点和B点间距离越大，则这两点的电势差越大C．公式中d是指A点和B点之间的距离D．公式中的d是匀强电场中A、B两点所在等势面间的距离2．如图所示，在E＝400V/m的匀强电场中，a、b两点相距d＝2cm，它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°，则Uab等于()A．－8VB．－4VC．8VD．4V3．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定()A．φa>φb>φc B．Ea>Eb>EcC．φa－φb＝φb－φc D．Ea＝Eb＝Ec4．如