高中物理课件.电势差与电场强度的关系
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高中物理第一章电场第五节电场强度与电势差的关系课件粤教版选修3-
【典例 1】 如图所示，在 E＝500 V/m
的匀强电场中，a、b 两点相距 d＝2 cm，它
们的连线跟场强方向的夹角是 60°，则 Uab 等 于( )
A．5 V
B．10 V
C．－5 V
D．－10 V
解析：在电场线方向上 a、b 两点间的距离(或 a、b
两点所在等势面间的距离)为 d′＝abcos 60°＝1 cm，所以
判断正误 (1)匀强电场的场强等于沿场强方向每单位长度上的 电势差值．(√) (2)根据 U＝Ed 可知，任意两点的电势差与这两点的 距离成正比．(×) (3)公式 U＝Ed 适用于任何电场的计算．(×)
小试身手 1．两块平行金属板相距 10 cm，两板之间电势差为 9.0×103 V，试求两板间匀强电场的电场强度． 答案：9×104 V/m
答案：D
2．如图所示，在匀强电场中，电荷量 q＝5.0×10－10 C 的正电荷分别在平行于电场方向的平面内由 a 点运动到 b 点和由 a 点运动到 c 点，电场力做的功都为 3.0×10－8 J．已 知△abc 中，∠a＝37°，∠c＝90°，ab＝20 cm，则 a、b 两 点间的电势差 Uab＝________，匀强电场的场强 E 的大小是 ________，方向为________．
提示：沿电场线方向电势降低最快，是．
1．匀强电场中电场强度和电势差的关系． (1)定性分析：电势和电场强度都是描述电场性质的 物理量，都由电场本身决定，但这两个物理量之间无直 接关系．电场强度是从力的角度描述电场性质的物理量， 是矢量；而电势则是从能量角度来描述电场性质的物理 量，是标量．但是它们又有着定量的关系． (2)定量关系：E＝Ud 或 U＝Ed.
2．等势面的应用． (1)知道等势面就能清楚电场中各点的电势高低差别 情况． (2)可求电荷在不同等势面间移动时电场力做的功， 即 WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)． (3)已知等势面的分布和其形状，再根据电场线与等 势面相互垂直的特点，就能描绘出电场线的分布情况， 确定电场的分布．
《电势差与电场强度的关系》PPT高中物理课件
60°，下列说法正确的是
A.若取A点的电势为0，则B点的电势φB＝4×104 V
√B.A、B两点间的电势差是UAB＝4×104 V
C.电荷量q＝＋2×10－4 C的电荷从A点运动到B点
电势能增大8 J
图9
D.电荷量q＝－2×10－4 C的电荷从A点运动到B点
电势能减小8 J
1234
解析 由题图可知，AB方向与电场线方向间的夹 角θ＝60°，A、B两点沿电场方向的距离：d＝ Lcos θ，则A、B两点间的电势差： UAB＝ELcos 60°＝4×105×0.2×0.5 V＝4×104 V， 又因为：UAB＝φA－φB，故若取A点的电势为0， 则B点的电势为φB＝－4×104 V，故A错误，B正确； 电荷量q＝＋2×10－4 C的电荷从A点运动到B点，静电力做正功，电荷 的电势能减小，故C错误； 电荷量q＝－2×10－4 C的电荷从A点运动到B点，静电力做负功，电荷 的电势能增大，故D错误.
在同一等势面上.O
点到
BC
的距离
d＝
OC
sin
α，
第五节 电磁波 相对论简介
1、创设情景，提出研究课题
(2)“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，在垂直于运动方向上的长度没有变化．
OB 1 1 ②两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变．
－2
而 sin α＝ ＝ ，所以 d＝ OC ＝1.5×10 m. 考点一 光电效应规律的理解 OB ＋ OC 2 2 二、液体压强的计算
A.一定等于6 V
√B法确定
1234
图8
解析 根据点电荷场强公式可知，EA＞EB＞EC，又AB＝BC，由公式 UAB＝Ed可以判断UAB＞UBC，所以φB＜6 V.
高中物理备课参考 电势差与电场强度的关系
第一章第 6 节 电势差与电场强度的关系
要点精讲
1. 匀强电场中电势差跟电场强度的关系
U AB （1）大小关系U AB =Ed 或 E= d
如图所示的匀强电场中，把一点电荷 q 从 A 移到 B，则电场力做功为：W=qUAB且与路 径无关。另外，由于是匀强电场。所以移动电荷时，电场力为恒力，可仍用求功公式直接求 解，假设电荷所走路径是由 A 沿直线到达 B，则做功 W=F·AB·cosθ=F·q·AB·cosθ
低慢。因此电场中电势为负值，容易错选 C 项。
U AB ② 公式 E= d 表明，匀强电场的电场强度，在数值上等于沿着电场方向上单位距离
的电势降落，正是依据这个关系，电场强度的单位还有 V/m。 ③ 虽然公式 U=Ed大小。例如图是一非匀强电场，某一电场线上 A、B、C 三点 AB=BC，比较 UAB 和 UBC的大小。我们可以设想，AB 段的场强要比 BC 段的场强大，因而，UAB=E1·AB， UBC=E2BC，UAB>UBC。这里的 E1、E2，分别指 AB 段、BC 段场强的平均值。由此我们可以得出 一个重要结论：
（2）方向关系 ① 场强方向就是电势降低最快的方向
只有沿场强方向，在单位长度上的电势差最大，也就是说电势降低最快的方向为 电场强度的方向，但是，电势降低的方向不一定是场强方向。
② 电场线与等势面垂直 2. 等分法计算匀强电场中的电势
（1）在匀强电场中，沿着任意方向上相等的距离电势差都相等。如果把某两点间的距 离等分为几段，则每段两端点的电势差等于原电势差的 l／n 倍，像这样采用这种等分间距 求电势问题的方法，叫做等分法。
=E·q·BC，两式相比较，E=UAB／BC=U／d，这就是电场强度与电势差之间的关系。
说明：① 在匀强电场中，任意两点间的电势之差，等于电场强度跟这两点沿电场强度 方向上的距离的乘积。即 d 必须是沿着场强方向的距离，如果电场中两点不沿场强方向，d 的取值应为在场强方向的投影，即为电场中该两点所在的等势面的垂直距离。
要点精讲
1. 匀强电场中电势差跟电场强度的关系
U AB （1）大小关系U AB =Ed 或 E= d
如图所示的匀强电场中，把一点电荷 q 从 A 移到 B，则电场力做功为：W=qUAB且与路 径无关。另外，由于是匀强电场。所以移动电荷时，电场力为恒力，可仍用求功公式直接求 解，假设电荷所走路径是由 A 沿直线到达 B，则做功 W=F·AB·cosθ=F·q·AB·cosθ
低慢。因此电场中电势为负值，容易错选 C 项。
U AB ② 公式 E= d 表明，匀强电场的电场强度，在数值上等于沿着电场方向上单位距离
的电势降落，正是依据这个关系，电场强度的单位还有 V/m。 ③ 虽然公式 U=Ed大小。例如图是一非匀强电场，某一电场线上 A、B、C 三点 AB=BC，比较 UAB 和 UBC的大小。我们可以设想，AB 段的场强要比 BC 段的场强大，因而，UAB=E1·AB， UBC=E2BC，UAB>UBC。这里的 E1、E2，分别指 AB 段、BC 段场强的平均值。由此我们可以得出 一个重要结论：
（2）方向关系 ① 场强方向就是电势降低最快的方向
只有沿场强方向，在单位长度上的电势差最大，也就是说电势降低最快的方向为 电场强度的方向，但是，电势降低的方向不一定是场强方向。
② 电场线与等势面垂直 2. 等分法计算匀强电场中的电势
（1）在匀强电场中，沿着任意方向上相等的距离电势差都相等。如果把某两点间的距 离等分为几段，则每段两端点的电势差等于原电势差的 l／n 倍，像这样采用这种等分间距 求电势问题的方法，叫做等分法。
=E·q·BC，两式相比较，E=UAB／BC=U／d，这就是电场强度与电势差之间的关系。
说明：① 在匀强电场中，任意两点间的电势之差，等于电场强度跟这两点沿电场强度 方向上的距离的乘积。即 d 必须是沿着场强方向的距离，如果电场中两点不沿场强方向，d 的取值应为在场强方向的投影，即为电场中该两点所在的等势面的垂直距离。
高中物理选修-电势差与电场强度的关系-ppt精品课件
内容解析
电势差与电场强度的关系
描述电场的物理量： 电场强度（从力的角度描述） 电势（从做功的角度描述）
两者有什么关系呢？
探究 电势与电场强度的关系
为了研究简便我们一匀强电场为例来研究。
E
匀强电场的电场强度
为E,电荷q从A移动到B静 A
q
B
电力做的功W与A、B两
点的电势差UAB的关系为
d
W=qUAB
课堂练习
1. 下列关于匀强强电场中电场强度和电势差 的关系正确的是（ C）
A.在相同距离上的两点，电势差大的场强一 定大；
B.任意两点间的电势差等于电场强度和两点 距离的乘积；
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.电势降低的方向必定不是电势降低的方向。
高 中 物 理 选 修3-1 1 . 6电势 差与电 场强度 的关系 (共23 张PPT)
UAB=Ed 在匀强电场中，电场强度的大小， 等于两点间电势差与两点沿电场线方向 距离的比值。
也就是说，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。
高 中 物 理 选 修3-1 1 . 6电势 差与电 场强度 的关系 (共23 张PPT)
高 中 物 理 选 修3-1 1 . 6电势 差与电 场强度 的关系 (共23 张PPT)
高 中 物 理 选 修3-1 1 . 6电势 差与电 场强度 的关系 (共23 张PPT)
2.对公式Uab=Ed的理解下列说法正确 的是（D ）。 A.此公式使用与解决任何电场中两点间的电势 差； B.a与b的间距越大，这两点间的电势差越大； C.公式中的d是指ab间的距离； D.公式中的的是指两个等势面的垂直距离。
我们也可以从q所受的静电力来计算功。 这个力是
高中物理人教版选修3-1课件第一章第6节电势差与电场强度的关系
φa、φb、φc 和 Ea、Eb、Ec 分别表示 a、b、c 三点的电势和
电场强度，可以判定
()
A．φa＞φb＞φc C．φa－φb＝φb－φc
图 1-6-2 B．Ea＞Eb＞Ec D．Ea＝Eb＝Ec
解析：电场线是沿直线的电场，通常有如图所示几种情况：
题中给出的一条电场线，不一定是哪一种，因此 B、C、D 均 不正确。其中在前三个图中可由 U＝Ed 定性分析。不论是何 种情况的电场，沿着电场线方向电势总是降低的，φa＞φb＞φc，
在等差等势面越密的地方场强就越大，如图 1-6-1 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 ab ＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故 Uab＜Ubc。
图 1-6-1
1．如图 1-6-2 所示，a、b、c 是一条电场线上的三个点，电场
线的方向由 a 到 c，a、b 间的距离等于 b、c 间的距离，用
[答案] A
等分法及其推论 (1)等分法：在匀强电场中，如果把某两点间的距离等分为 几段，则每段两端点的电势差等于原电势差的n1。 (2)两个推论 ①在匀强电场中，相互平行且长度相等的线段两端电势差 相等。 ②在匀强电场中，相互平行的两条线段，无论它们是否与 电场线方向平行，只要一条线段是另一线段的 n 倍，这条线段 两端点的电势差就一定是另一线段两端点电势差的 n 倍。
距离上的电势差。 U
2．公式：E＝__d__。 3．单位：N/C 或_V__/_m_____。
1．自主思考——判一判
(1)由公式 E＝Ud 可知，电场强度渐降落的方向。
(× )
(3)E＝Fq与 E＝kQr2中的 q 和 Q 表示相同的含义。 ( × )
度大小 E＝100 V/m，则 O、P 两点的电势差
电势差与电场强度的关系 PPT课件
电势差 ������
������������������ = ������������������������
？
������ 电场力的功
电场强度 ������
电场力做功 与路径无关
电场力
������
������ ������ = ������
新知导入 问题一
������
������
������
+
������
电势差与电场强度 的关系
新知导入
������
=
������������ ������
������
电势
������������������ = ������������ − ������������
������������ 电势能
������������������ = ������������������ − ������������������
������
������′ ������
解：������ = ������ =
������
������ ������������ ∙ ������������������������������°
������
=
������
×
������ ������������−������
×
������ ������
在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的 乘积。
������ = ������������
在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差
适用条件：
������ = ������/������
1.匀强电场
2.d为沿场强方向电荷移动的距离
高中物理《电势差与电场强度的关系》课件
提示：电场为匀强电场，电场力为恒力F＝qE，方向水平向右，力、位 移方向一致，W＝Fl＝qEd。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
活动2：从功能关系的角度怎么计算图甲中电荷＋q从A运动至B电场力 所做的功？
提示：电场力做功WAB＝EpA－EpB＝qUAB。
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02课堂探究评价
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02课堂探究评价
03课后课时作业
(3)UAB＝Ed的两个重要推论 在匀强电场中由于U＝Ed，则在沿电场线方向上，U∝d，可以得出以 下两个推论。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
推论1：匀强电场中沿任一方向上电势随距离均匀变化，对任一线段AB 的中点C的电势均满足φC＝φA＋2 φB，如图甲所示。
02课堂探究评价
03课后课时作业
二、公式E＝UdAB的意义
1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的 □01 电势差 与 两点沿 □02 电场 方向距离的比值。
2．另一表述：电场强度在数值上等于沿 □03 电场 方向每单位距离上降
低的电势。
3．电场强度的单位： □04 N/C 或 □05 V/m 。
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，并且能够推导 出这个关系式。
2．知道电场强度的另一种求法：E＝
UAB d
，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＝UdAB进行有关的计算和分析。
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提示
活动2：从功能关系的角度怎么计算图甲中电荷＋q从A运动至B电场力 所做的功？
提示：电场力做功WAB＝EpA－EpB＝qUAB。
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(3)UAB＝Ed的两个重要推论 在匀强电场中由于U＝Ed，则在沿电场线方向上，U∝d，可以得出以 下两个推论。
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推论1：匀强电场中沿任一方向上电势随距离均匀变化，对任一线段AB 的中点C的电势均满足φC＝φA＋2 φB，如图甲所示。
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二、公式E＝UdAB的意义
1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的 □01 电势差 与 两点沿 □02 电场 方向距离的比值。
2．另一表述：电场强度在数值上等于沿 □03 电场 方向每单位距离上降
低的电势。
3．电场强度的单位： □04 N/C 或 □05 V/m 。
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，并且能够推导 出这个关系式。
2．知道电场强度的另一种求法：E＝
UAB d
，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＝UdAB进行有关的计算和分析。
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高中物理最拿分系列： 电势差与电场强度的关系
电场强度（选修3—1第一章：静电场的第三节电场强度)★★★○○○○1、电势差与电场强度的关系：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线方向的距离的乘积。
即U＝Ed，也可以写作E＝错误!；其中d为电场中两点间电场线方向上的距离。
2、公式U＝Ed的适用范围:匀强电场;但是在非匀强电场中U＝Ed虽不能直接应用，但可以做定性判断．3、电场中，场强方向是指电势降低最快的方向．在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势．1、电势差与电场强度关系的推导如图是一个匀强电场,场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为U，A、B之间相距为d.现将一个电量为q的电荷由A移到B，根据电场力做功等于力与距离的乘积可知W＝Fd＝qEd;再由电场力做的功与电势差的关系可知W＝qU；因为电场力做的功是一样的，故qEd= qU ,即U＝Ed或E＝U/d.2、在匀强电场中，由公式U＝Ed得出的两个推论推论1、匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝错误!，如下左图所示。
推论2、匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则U AB ＝U CD(或φA－φB＝φC－φD），如上右图所示。
3、E＝错误!在非匀强电场中的几点妙用（1）解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系，当电势差U一定时，电场强度E越大,则沿电场强度方向的距离d越小，即电场强度越大,等差等势面越密.（2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系，如距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大；E越小,U越小。
关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的是（)A．电场强度越大，则任意两点间的电势差也越大B．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积C．匀电场中，沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等D．场强与电势处处相同【答案】C1、如图是一个匀强电场的等势面示意图，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是（）A．竖直向下，E＝100 V/m B．水平向左，E＝100 V/m C．水平向左,E＝200 V/m D．水平向右，E＝200 V/m 【答案】B【精细解读】电场强度E＝错误!＝100 V/m，电场强度的方向指向电势降落的方向，即水平向左，选项B正确．2、如图所示，椭圆ABCD处于一匀强电场中，椭圆平面平行于电场线,AC、BD分别是椭圆的长轴和短轴，已知电场中A、B、C 三点的电势分别为φA＝14 V、φB＝3 V、φC＝－7 V，由此可得D点的电势为( )A．8 V B．6 V C．4 VD．2 V【答案】C3、如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC，∠ABC ＝53°，BC＝20 cm.把q＝10－5C的正电荷从A移到B，静电力做功为零；从B移到C，静电力做功为－1。
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解析：
匀强电场中两点间的电势差等于场强跟沿场强方向两 点间距离的乘积，沿场强方向电势降落最快，不沿电场 线方向的直线上相等距离上的电势差也是相等的．
所以，正确选项为C．
小结：
• 在匀强电场中，场强在数值等于沿场强方向每单位 距离上的电势差．
学不可以已
（其中dAB是沿电场强பைடு நூலகம்方向A、B间的距离）
从能的角度来看， WAB qU AB
由此可得： U E d
所以，在匀强电场中 ：
U Ed
（1）在匀强电场中，场强在数值等于沿场强方向每单位距离上的 电势差．
（2）适用条件：匀强电场，而且沿着场强的方向，即式中的d是 沿场强方向两点间的距离．
（3）从和可知场强的单位V／m和N／C是一致的，1V／m＝1N／C．
?
电势差（UAB）
二、电场强度和电势差的关系
• 我们以匀强电场为例来确定E和U的关系.
如图所示，设在匀强电场E中，有一电荷量为q的带正电粒子在电场力作用下
由A点移到B点，则电场力做功， A、B间电势差为UAB ，相距l，AB与场强方向 的夹角为．
从力的角度来看， WAB qEl cos qE d AB
注意：在非匀强电场中，E和U也有一定的关系，但不像在匀强电场中 的关系式那么简单．
例题：
关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是 （）
A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 B．电势降落的方向必定是场强方向 C．活电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等 D．不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可 能相等
高中物理
电势差与电场强度 的关系
一、场强和电势差
1．电场强度E描述了电场具有力的性质，电势差U描述了电场 具有能的性质，E是矢量，U是标量．
2．E和U描述电场的角度虽不同，但作为反映同一电场的两个 物理量，存在着一定的联系．
如下：
电场力（F=Eq）
移动电荷q做功
电势能的变化 WAB=UABq
电场强度（E）