电势差与电场强度的关系学案 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

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1、第10章 静电场中的能量 第3讲 第1课时 电势差与电场强度的关系第10章 静电场中的能量 第3讲 第1课时 电势差与电场强度的关系课前预习一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1关系：匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点 的距离的乘积。2关系式：UABEd，d是沿电场方向两点间的距离。3适用条件：匀强电场。二、公式E的意义1意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的 与两点沿电场强度方向的 之比。2电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿 方向 上降低的电势。3电场强度的另一个单位：由E可导出电场强度的另一个单位，即 ，符号为 。1 V/m1 N/C。课堂讲解知识点1、对公式UEd

2、和E的理解1关系式表明了电场强度与电势差的关系(1)大小关系：由E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(2)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(3)物理意义：电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间变化的快慢2UEd的两个推论(1)在匀强电场中，沿任意一个方向，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如果把某两点间的距离平均分为n段，则每段两端点间的电势差等于原电势差的.(2)在匀强电场中，沿任意方向相互平行且相等的线段两端点的电势差相等例1、如图所示，两个平行金属板A、B中间为一匀强电场，A、B两板相距10 cm，C、D

3、为电场中的两点，CD8 cm，C、D连线和电场方向成60角，C点到A 板的距离为2 cm，已知电子从C点移到D点，静电力做功为3.21017 J。(1)求匀强电场的电场强度；(2)求A、B两板间的电势差；(3)若将A板接地，则C、D两点的电势各为多大？变式1、如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E100 V/m，则O、P 两点间的电势差可表示为( )AUOP10sin(V) BUOP10sin(V)CUOP10cos(V) DUOP10cos(V)知识点2、应用UEd

4、或E定性分析非匀强电场问题在等差等势面中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abbc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故UabBC B EAEBECC UABU34，选项C错误，D正确变式2、答案 AC解析沿电场线方向，电势越来越低，由题图可知，A点电势最高，C点电势最低，A正确；电场线越密集的地方电场强度越强，由题图可知，C点电场强度最强，A点电场强度最弱，B错误；由于BC间的电场强度大于AB间的电场强度，由UEd可知，UABc，不满足以上的条件，故B错误；处于第象限某一位置的正点电荷形成的电场，当点电荷的位置在b、c连线的中垂线上，

5、且点电荷到a的距离小于到b、c两点的距离时，满足以上的条件，故C正确；若是点电荷形成的电场，该点电荷的位置一定在b、c连线的中垂线上，故D错误12、答案 (1)2104 N(2)2103 V(3)2105 J解析：(1)由电场力的公式有：FEq21041108 N2104 N；(2)匀强电场中电场强度处处相同，大小均为E，则A、B两点之间的电势差为：UEd2104 N/C0.1 m2.0103 V；(3) 在A到B过程中电场力是恒力，做的功为：WqU11082.0103 J2.0105 J.13、答案 (1)减少3.2106 J(2)8 V(3)4 V/m (4)4 V1.6105 J解析：(

6、1)负点电荷从A运动到B，电场力做正功3.2106 J，则负点电荷的电势能减少，减少了3.2106 J.(2)A、B间电势差UAB V8 V，则UBAUAB8 V.(3)匀强电场的电场强度E V/m4 V/m，(4)因UABAB8 V，A4 V，则B4 V，电荷量为q的正电荷在A点具有的电势能为EpAAq1.6105 J.14、答案 (1)1.2103 V/m(2)48 V (3)54 V6 V解析：(1)两板间是匀强电场，由UEd可得两板间的场强E1.2103 V/m.(2)P1、P2两点间沿场强方向的距离d4 cm，所以UP1P2Ed1.21034102 V48 V.(3)B板接地，即B板电势为零，电场中某点的电势就等于这点与B板的电势差，即P1Ed11.21034.5102 V54 V，P2Ed21.21030.5102 V6 V.第 6 页 共 6 页学科网（北京）股份有限公司