【物理】2023-2024学年高二上人教版（2019）必修第三册 电势差与电场强度的关系课件.pptx

第十章第十章 静电场中的能量静电场中的能量10.3 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系核心素养核心素养物理观念电场强度、电势、电势差。电场强度、电势、电势差。提高科学推理能力，能用结论解决生产生活中的相关问题。提高科学推理能力，能用结论解决生产生活中的相关问题。探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系。探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系。把握建立两个事物，或者是一个事物的两个方面间关系的一般思路。把握建立两个事物，或者是一个事物的两个方面间关系的一般思路。科学思维科学探究科学态度与责任新课导入：新课导入：只画出带电体空间分布的只画出带电体空间分布的电场线电场线和和等势面等势面的剖面图，等势面就成了等的剖面图，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势线。图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的（等差等势面）（等差等势面）。电场线电场线电场线电场线密密的地方的地方等势线等势线等势线等势线也也密密，电场线电场线电场线电场线稀稀疏的地方疏的地方等势线等势线等势线等势线也也稀稀疏。疏。电场强度电场强度 E电势电势 问题探究：问题探究：探究探究1：电场强度大的的地方，电势是否一定高？反之又如何？：电场强度大的的地方，电势是否一定高？反之又如何？EAEB ，ABABCDECED ，CBC B.EAEBECC.UABUBC D.UABUBCAC解析解析：沿电场线方向，电势越来越低，所以沿电场线方向，电势越来越低，所以A点电势最高，点电势最高，C点电势最低，点电势最低，A正确；电场正确；电场线越密集的地方电场强度越强，由图可知，线越密集的地方电场强度越强，由图可知，C点电场强度最强，点电场强度最强，A点电场强度最弱，点电场强度最弱，B错误；由于错误；由于BC间电场强度大于间电场强度大于AB间电场强度，由间电场强度，由UEd可知，可知，UABUBC，C正确，正确，D错误。错误。3.电场强度的另一种表述：电场强度的另一种表述：新知讲解：新知讲解：一、电势差与电场强度的关系一、电势差与电场强度的关系决定式决定式5.意义：意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。度方向距离的比值。=适用于匀强电场适用于匀强电场比值定义式比值定义式适用于任何电场适用于任何电场4.单位：单位：1 V/m=1 N/C公式可说明电场线密集地方，公式可说明电场线密集地方，等差等势面密集；以及沿电场线等差等势面密集；以及沿电场线电势下降最快等。电势下降最快等。新知讲解：新知讲解：电场强度的三个表达式的比较：电场强度的三个表达式的比较：公式公式物理含义物理含义适用范围适用范围电场强度大小的定义式电场强度大小的定义式一切电场一切电场真空中点电荷场强的决定式真空中点电荷场强的决定式真空中点电荷真空中点电荷匀强电场中场强的决定式匀强电场中场强的决定式匀强电场匀强电场新知讲解：新知讲解：电场强度电场强度E电势差电势差U区区别别定义定义引入引入意义意义描述电场力的性质描述电场力的性质描述电场力的性质描述电场力的性质正负正负方向方向矢量，正电荷受力方向为矢量，正电荷受力方向为E的方向的方向标量，正负表示两点电势高低标量，正负表示两点电势高低联系联系电场强度和电势差的比较电场强度和电势差的比较新知讲解：新知讲解：一、电势差与电场强度的关系一、电势差与电场强度的关系电场中两点电场中两点电势差电势差的三种求解方法：的三种求解方法：(1)应用定义式应用定义式UAB A B 来求解。来求解。(2)应用关系式应用关系式(3)应用关系式应用关系式UABEd (匀强电场匀强电场)来求解。来求解。例题讲解：例题讲解：由于静电力做的功等于带电粒子动能的变化由于静电力做的功等于带电粒子动能的变化 得：得：=只要加速电压只要加速电压U是一定的，是一定的，带电粒子加速后所获的动能带电粒子加速后所获的动能就是一定的。就是一定的。新知讲解：新知讲解：补充：补充：二、二、UABEd 的两个推论的两个推论(1)在匀强电场中，在匀强电场中，沿任意一个方向，沿任意一个方向，电势下降都是均匀的，故在同一直线上电势下降都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等。相同间距的两点间电势差相等。如果把某两点间的距离平均分为如果把某两点间的距离平均分为n段，段，则每段两端点间的电势差等于原电势差则每段两端点间的电势差等于原电势差的的1/n。(2)在匀强电场中，在匀强电场中，沿任意方向相互沿任意方向相互平平行且相等行且相等的线段两端点的的线段两端点的电势差相等电势差相等。课堂练习：课堂练习：2.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，试推断D 点电势D 为多少？解法一：在匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点解法一：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的电势差相等。故有故有UABUDCABDC，所以，所以D9 V 解法二：连接解法二：连接AC、BD交于交于O点，则有：点，则有：UAOUOC，UBOUOD，即，即A09 V，0A9 V6 V，B00D，所以，所以D2OB26 V3 V9 V课课 堂堂 小小 结结知识梳理知识梳理：电势电势差电场强度电场力的功电场力电势能=课堂练习：课堂练习：课堂练习：课堂练习：4.如图在竖直平面内存在匀强电场，其电场线如图中实线所示，方向未知，将带电荷量为q1.0106 C的点电荷由A点沿水平线移至B点，其电势能增加了3105 J，已知A、B两点间的距离为2 cm，两点连线与电场线成60角。(1)求A、B两点间的电势差UAB；(2)若A点的电势A1 V，求B点的电势B；(3)求电场强度E的大小，并判断其方向。课堂练习：课堂练习：4.A、B、C、D、E、F 为匀强电场中正六边形的六个顶点。已知A、B、C 三点的电势分别为1 V、1 V、5 V，则D 点的电势D 为_V。7解析：解析：在匀强电场中，沿着任意方向前进相同距离，电势在匀强电场中，沿着任意方向前进相同距离，电势的降落必定相等。的降落必定相等。A到到D方向平行于方向平行于BC方向，且方向，且AD间间距等于距等于BC间距的两倍间距的两倍。故有故有DA2(CB)代入数据解得代入数据解得：D7 V