人教版（2019）高中物理必修三 10.3 电势差与电场强度的关系 课件(共19张PPT)

(共19张PPT)
第十章　静电场中的能量
3.电势差与电场强度的关系
1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系UAB＝Ed，能够推导出这个关系式。(重点)
2.知道电场强度的另一种关系，了解场强的另一个单位“伏特每米”的意义。
3.会用关系式UAB＝Ed或E＝UAB /d进行有关的计算。(难点)
学习目标
情景引入
一图中每相邻两条等势线之间的电势差是相等的。电场线密的地方等势线也密，电场线稀疏的地方等势线也稀疏。这是为什么呢？
自学感知 梳理教材夯实基础
一、匀强电场中电势差与电场强度的关系
1．关系式
UAB＝________。
2．物理意义
匀强电场中两点间的电势差等于____________与这两点____________________的乘积。
3．适用条件
只适用于________电场。
Ed
电场强度
沿电场方向的距离
匀强
思考与讨论
在上面的讨论中，如果A、B两点不在同一条电场线上，还能得出以上结论吗？请尝试进行论证。
答：同样可以得出以上结论。
证明：如图所示,A、B两点间的电势差UAB
二、电场强度与电势差关系的另一种表述
1．表达式________。
2．物理意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的__________与两点沿________________距离的比值。也就是说，电场强度E的______地方，两相邻等势线之间的距离d______，这就是电场线较密的地方等势线也较密的原因。
3．单位
由E＝ 得电场强度的另一个单位：____________________。
电势差
电场强度方向
越大
越小
伏每米(V/m)
自学感知 梳理教材夯实基础
(1)大小关系: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,电场强度是电势差对空间位置的变化率 。
(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。如图所示,沿ab、ac、ad三个方向电势都降低相同数值ΔU,沿ac方向经过的距离最小, ac方向就是电势降低最快的方向。
探究一：关系式 表明了电场强度与电势差有怎样的关系？
探究解惑 注重过程提高能力
（3）公式 只能适用于计算匀强电场的电势差，不能计算非匀强电场的电势差；但在非匀强电场中，电场强度较强（电场线较密）的地方，沿电场线相同的距离上电势差必然更大，电势变化更快，因此，对非匀强电场只能进行定性分析。
探究解惑 注重过程提高能力
例1.下列关于匀强电场中电场强度和电势差的关系,正确的说法是(　　)
A.任意两点之间的电势差,等于电场强度和这两点间距离的乘积
B.在任何方向上,若两点间距离相等,则它们之间电势差就相等
C.沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相等
D.电势降落的方向必定是电场强度的方向
解析:匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed中的d是两点沿电场线方向的距离,并不是两点间的距离,A错。两点距离相等,两点沿电场线方向的距离不一定相等,B错。由U=Ed=ELcos α,可知C正确。
答案:C
例2、(1)某一电场的电场线和等势面如图甲所示。已知φa=5 V,φc=3 V,ab=bc,则(　　)
A.φb=4 V B.φb>4 V
C.φb<4 V D.上述情况都有可能
(2)若电场线和等势面如图乙所示,其他条件不变,则答案为(1)中的(　　)

探究解惑 注重过程提高能力
探究二、电场强度三个公式的对比。

A.它们都只对点电荷或点电荷的电场成立
B.①②③只对点电荷或点电荷电场成立,④对任何电场都成立
C.①②只对点电荷成立,③对任何电场都成立,④只对匀强电场成立
D.①②只对点电荷成立,③④对任何电场都成立
C
(1)在匀强电场中,沿任意一个方向,电势降低都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等,如图甲,AB=BC,则UAB=UBC
(2)在匀强电场中,相互平行且等长的线段两点间的电势差相等。如图乙,AB∥CD,则UAB=UCD
探究三、怎样由公式 反映出的规律确定电场线的方向？
探究解惑 注重过程提高能力
(3)确定电场方向的方法:先由等分法确定电势相等的点,画出等势面(线),然后根据电场线与等势面(线)垂直画出电场线,且电场线的方向由电势高的等势面(线)指向电势低的等势面(线)
探究解惑 注重过程提高能力
例4、如图所示，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L m，电场线与三角形所在的平面平行，已知φA＝5 V，φB＝－5 V，φC＝15 V，由此可以判断(　　)
A．场强的方向由C指向B
B．场强的方向垂直AD连线斜向上
C．场强的大小为 V/m
D．场强的大小为 V/m
D　[D为BC的中点，则φD＝5 V，AD连线为一等势线，场强的方向垂直AD连线斜向下，选项A、B错误；由B到AD的距离d＝Lcos 30° m＝ L m，则电场强度E＝ ＝ V/m，选项C错误，选项D正确。]
例5、如图所示,虚线方框内有一匀强电场,A、B、C为该电场中的三点,已知:φA=12 V,φB=6 V,φC=-6 V。试在该虚线框内作出该电场的示意图(画出几条电场线),并要求保留作图时所用的辅助线。
解析:要画电场线,先找等势面(线)

课堂小结