人教版高中物理必修第三册精品课件 第10章 静电场中的能量 3.电势差与电场强度的关系.ppt

对点演练1如图所示,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,将电荷量为q=-1.0×10-6C的点电荷由A点沿水平线移至B点,其电势能增加了3×10-5J,已知A、B两点间的距离为2cm,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φA=-1V,求B点的电势φB。(3)求电场强度E的大小,并判断其方向。(2)UAB=φA-φB故φB=φA-UAB=(-1-30)V=-31V。答案(1)30V(2)-31V(3)3000V/m,方向沿电场线指向左下方探究点二利用等势线确定匀强电场的方向导学探究如图所示,在匀强电场中,a、b、c、d点组成一个矩形,e点在ad的延长线上,且ad=de。电场线与矩形所在平面平行,五个点的电势不等。试分析讨论:(1)电势差Uad和Ubc的大小关系;(2)ad边中点的电势和a、d点电势的关系;(3)若电势φaφd,φe=φb,则电场线的方向如何?知识归纳1.匀强电场中U=Ed的推论(1)在匀强电场中,沿任意一个方向,电势降低(或升高)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,如图甲所示,lAB=lBC,则UAB=UBC。(2)在匀强电场中,相互平行且相等的线段两端点间的电势差相等。如图乙所示,AB∥CD,则UAB=UCD。应用体验【例2】(2023山东济宁高一校考)如图所示,△ABC是匀强电场中一个边长为4cm的等边三角形,三点的电势φA=2V,φB=4V,φC=6V,求:(1)电场强度的方向;(2)电场强度的大小;(3)将一个电荷量为0.2C的正电荷从A点移动到D点,静电力做的功。答案(1)沿着C→A的方向 (2)100V/m (3)-0.6J对点演练2如图所示,梯形abdc位于某匀强电场所在平面内,两底角分别为60°、30°,lcd=2lab=4cm。已知a、b两点的电势分别为4V、0,将电荷量q=1.6×10-3C的正电荷由a点移动到c点,克服静电力做功6.4×10-3J。下列关于电场强度的说法正确的是()A学以致用?随堂检测全达标1.(电势差与电场强度的关系)(多选)下列关于匀强电场的结论正确的是()CA2.(U=Ed的应用)如图所示,A、B是匀强电场中相距4cm的两点,其连线与电场方向成60°角,两点间的电势差为200V,则电场强度大小为()A.8V/m B.50V/mC.5×103V/m D.1×104V/mD3.(U=Ed的应用)a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V,b点的电势为24V,d点的电势为4V,如图所示,由此可知c点的电势为()A.4V B.8V C.12V D.24VB解析因为ab∥cd,故φa-φb=φd-φc,解得φc=8V。学习目标基础落实?必备知识全过关重难探究?能力素养全提升目录索引学以致用?随堂检测全达标基础落实?必备知识全过关一、电势差与电场强度的关系1.如图所示,匀强电场的电场强度为E,电荷q从A点移动到B点。静电力做的功W与A、B两点的电势差UAB的关系为__________。我们也可以从电荷q所受的静电力来计算功,这个力是__________。在匀强电场中,电荷q所受的静电力F是恒力,它所做的功为W=Fd=__________,比较功两个计算结果,得到UAB=__________。?W=qUABF=qEqEdEd2.在上面的讨论中,如果A、B两点不在同一条电场线上,如图所示,A、B两点间的电势差UAB=__________。?3.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。Ed二、电场强度的另一种表述E和UAB、d无直接关系沿电场强度方向V/m情境链接正点电荷周围的电场线(射线)和等势线(圆)如图所示,从中可以发现,电场线密的地方等势线也密,电场线疏的地方等势线也疏,你知道其中的道理吗?提示电势差与电场强度的关系为U=Ed,则两相邻等势线之间的电势差相同时,电场强度E越大的地方,两相邻等势线之间的距离d越小,即电场线密的地方等势线也密。教材拓展阅读教材第36页,证明电场强度的单位1V/m=1N/C。易错辨析(1)公式UAB=Ed适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差。()(2)根据公式UAB=Ed,在匀强电场中A点和B点间距离越大,