人教版高中物理必修第三册 第十章 静电场中的能量 3 电势差与电场强度的关系 课件(共54张PPT)

(课件网) 3.电势差与电场强度的关系 第十章 静电场中的能量 核心素养 素养目标 物理观念 理解匀强电场中电势差与电场强度的关系式，知道其适用条件及各物理量的意义. 科学思维 1.通过所学知识推导电势差与电场强度的关系式. 2.通过电势差与电场强度的关系式解决相关问题，养成多角度、多方面看问题的思维习惯. 一、匀强电场中场强与电势差的关系 教材认知 引入　如图，图中虚线为等势线，B、C、D三点位于同一等势线上. （1）比较A与B、A与C、A与D间电势差的大小； 提示：（1）UAB＝UAC＝UAD. （2）电势沿AB、AC、AD三条线，哪一个方向降落最快？由此说明什么？ 提示：（2）AB方向，说明电场强度方向指向电势降落最快的方向. 【知识梳理】 （2）电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势. 沿电场方向　 Ed　 沿电场强度方向 的距离　 1 V/m　 【拓展深化】　应用U＝Ed解决问题应注意以下四点 （1）此式只适用于匀强电场，对非匀强电场可定性讨论. （2）d是电场中两点在电场方向的距离. （3）单位“V/m”与“N/C”是相等的. （4）公式说明了匀强电场中的电势分布是均匀的. 典题讲练 [典例1]　如图所示，在匀强电场中，电荷量q＝5.0×10－10 C的正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点，静电力做功都是3.0×10－8 J. 已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，ab＝20 cm，∠a＝37°，∠c＝90°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： （1）a、b两点的电势差Uab； 答案：（1）60 V （2）匀强电场的场强大小和方向. 答案：（2）375 V/m　方向与ac边平行且由a垂直指向bc边 名师点评 电场强度和电势差的关系 大小关系 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 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 A. 一定等于6 V B. 一定低于6 V C. 一定高于6 V D. 无法确定 解析：根据点电荷电场强度公式可知，EA＞EB＞EC，又AB＝BC，由U＝Ed可以判断UAB＞UBC，所以φB＜6 V，故选B. B 二、匀强电场的性质及应用 教材认知 引入　如图所示，A、B、C为匀强电场中的三个点，已知φA＝12 V，φB＝6 V，φC＝－6 V. 试画出该电场的电场线，并保留作图时所用的辅助线（用虚线表示）. 提示：连接A、C，将线AC三等分，等分点为D、E，则φD＝6 V，连接BD即为电场中的一个等势面，过A、E、C三点分别作BD的平行线得到另外三个等势面，过A、B、C三点分别作等势面的垂线，即为三条电场线，方向由高电势指向低电势，如图所示. 【核心归纳】 1. 两个重要结论 甲 乙 结论1：在匀强电场中，长度相等且相互平行的两线段端点间的电势差相等，如图甲所示，则UAB＝UDC（或φA－φB＝φD－φC），同理可知，UAD ＝UBC. 2. 确定电场方向的方法 先由等分法确定电势相等的点，画出等势线，然后根据电场线与等势面垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面. A. 200 V/m C. 100 V/m A 名师点评 用等分法找等势点的技巧 （1）在匀强电场中，将电势最高点和电势最低点连接后，根据需要等分成若干段，必能找到第三点的等势点. （2）在匀强电场中，两等势点的连线一定是等势线，与等势线垂直、由高电势指向低电势的方向一定是电场方向. （3）等分法的关键是找到电势相等的点，进而画出电场线. （4）用等分法确定电势或电场强度方向只适用于匀强电场. B. 坐标原点处的电势为6 V C. 电子从b点运动到c点，静电力做功为6 eV D. 电子在a点的电势能比在b点的低2 eV AC 科学素养 电场中的三类图像 一、φ－x图像 1. 电场强度的大小等于φ－x图线斜率的绝对值，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零. 2. 在φ－x图像中可以直接判 ... ...