10.3 电势差与电场强度的关系 导学案 高中物理人教版（2019）必修第三册

电势差和电场强度的关系【学习目标】1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系：U＝Ed，了解其适用条件。2.能利用关系式U＝Ed分析非匀强电场相关问题。3.对比有关电场强度的三个表达式及适用条件，并在具体问题中准确选用公式解决有关问题。4.会用等分法确定等势面和电场线。【基础感知】一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1.在匀强电场中，两点间的电势差等于与这两点的距离的乘积，即UAB＝。2.适用条件：(1)电场。(2)d为两点沿的距离。二、公式E＝U/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沿的比值。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降低的电势。3.电场强度的另一个单位：由E＝U/d可导出电场强度的另一个单位，即，符号为，1＝1N/C，说明两个单位相同的原因：。三、非匀强电场中电势差与电场强度关系的定性分析1．UAB＝Ed只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题．由E＝U/d可以得出结论：在等差等势面中，等势面越的地方场强就越大．2．如图所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且ab＝bc，由于不知电场的性质，所以电势差Uab与Ubc的大小．3.沿电场线方向，电势逐渐；电势降低最快的方向是。四、场强的三个表达式的比较1．E＝定义式，适用于一切电场，其中q为试探电荷的电荷量，E与q无关．2．E＝点电荷场强公式，仅适用于真空中静止点电荷，其中Q为场源电荷的电荷量，E与Q成正比．3．E＝匀强电场场强与电势差的关系式，适用于匀强电场的定量计算，也可用于非匀强电场的定性分析，其中d为沿电场方向的距离．五、用等分法确定等势线和电场线1．由公式U＝Ed可以得到下面两个结论：结论1：如图甲所示，匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝，即沿电场线方向电势均匀变化。甲乙结论2：如图乙所示，匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)．2．确定电场方向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垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面．【基础巩固】1.判断下列说法的正误(1)公式U＝Ed适用于所有电场．()(2)由U＝Ed可知，匀强电场中两点间的电势差与这两点的距离成正比．()(3)匀强电场的场强值等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值．()(4)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积．(）2．如图所示，场强为E＝1.0×102V/m的匀强电场中，有相距d＝2.0×10－2m的A、B两点，A、B连线与电场方向的夹角为60°，则A、B两点间的电势差为________V.3.如图所示，P、Q两金属板间的电势差为50V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝10cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4cm.求：P板及A点的电势．4.如图所示，ABCD是匀强电场中平行于电场线的矩形的四个顶点，A、B、C三点电势分别为φA＝8V，φB＝2V，φC＝3V，则D点的电势为()A．7VB．6VC．10VD．9V5.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa＝50V，φc＝20V，则a、c连线中点b的电势φb为()A．等于35VB．大于35VC．小于35VD．等于15V6.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是()A．通过CD