人教版高中物理必修第3册 第十章 静电场中的能量 3 电势差与电场强度的关系.pptVIP

3电势差与电场强度的关系核心素养点击

1．填一填(1)匀强电场中两点间的电势差等于与这两点沿方向的距离的乘积。(2)公式：UAB＝。(3)适用条件：①E为的电场强度。②d为沿方向的距离。电场强度电场Ed匀强电场电场

3．想一想匀强电场中，在同一方向上经过相同的距离，电势差相等，该结论在非匀强电场中成立吗？提示：不成立。根据表达式U＝Ed，同一方向上相同的距离表明d相同，如果电势差U相等，则要求电场强度E不变，即在匀强电场中该结论才成立。

[问题驱动]如图10.3--1所示的一个匀强电场，电场强度大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d。现将一个电荷量为q的电荷由A移到B。(1)从力和位移的角度计算静电力所做的功；通过A、B间的电势差计算静电力做的功。提示：WAB＝Fd＝qEdWAB＝qUAB。图10.3--1

(2)比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系。提示：UAB＝Ed。(3)B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？提示：UAC＝Ed。

【重难释解】1．电场强度与电势差的关系

计算电场强度应注意的问题(1)在选取公式计算电场强度时，首先要注意公式的适用条件，然后判断题目中物理情境是否满足公式的适用条件。(2)应用公式UAB＝Ed计算时，首先要明确所研究的电荷所处的电场必须是匀强电场，其次要明确所要研究的两点的距离应当是沿电场强度方向两点间的距离。如果给出电场中两点间的距离不是沿电场强度方向上的距离，则应通过数学知识转化为沿电场强度方向上的距离。

【素养训练】1．雷雨天，当空气中的电场强度超过2.5×104N/C，空气就会被“击穿”而放电。已知一片带电的乌云距离地面400m高，那么发生闪电前瞬间乌云与地面间的电势差至少为()A．62.5V B．6250VC．107V D．105V解析：乌云与地面间的距离d＝400m，则闪电前瞬间乌云与地面之间的电势差的大小为：U＝Ed＝2.5×104×400V＝1×107V，故A、B、D错误，C正确。答案：C

2.(多选)如图10.3--4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()图10.3--4A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EAC．UAB＜UBC D．UAB＝UBC

解析：由题图中电场线的分布规律可知，电场不是匀强电场，C附近密集，A附近稀疏，C附近的电场强度大于A附近的电场强度，选项B正确；由公式U＝Ed知：UBC＞UAB，选项C正确，D错误；由沿电场线的方向是电势降低的方向得φAφBφC，选项A正确。答案：ABC

3．如图10.3--5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，由此可以判断()图10.3--5

【重难释解】1．关于电场强度E的几个表达式

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一定为零，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一定为零，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一定相等，如匀强电场；电势相等的地方电场强度不一定相等，如点电荷周围的等势面。

解题指导：在计算电场力做功、电势能、电势、电势差时，需要把正负数值代入；而在计算场强的大小时，要取电势差的绝对值代入，场强的方向要通过分析电荷所受的电场力方向或电势的高低来判断。

(2)根据U＝Ed，可得|UBC|＝|EdBC·cos37°|＝5×103×6×10－2×0.8V＝240V。由于场强的方向向左，故UBC＝－240V。而UBC＝φB－φC，φB＝0，可得φC＝240V。要确定电场中某点的电势，需要规定电势的零点。而电势差是指电场中两点电势的差值，既与电荷无关，也与电势零点的选取无关。[答案]见解析

【素养训练】5．关于静电场，下列说法正确的是()A．电场强度为零的地方，电势也为零