新教材高中物理 第十章 静电场中的能量 第3节 电势差与电场强度的关系课件 新人教版必修第三册
[答案] (1)6 N，方向竖直向下 (2)1.2×10－2 J －40 V (3)－3×10－2 J
[对点练清] 1．[多选]下列说法中正确的是
A．E＝Ud 适用于任何电场 B．E＝Fq 适用于任何电场 C．E＝kQr2适用于真空中的点电荷形成的电场 D．E 是矢量，由 U＝Ed 可知，U 也是矢量
3．如图所示，有竖直向下的匀强电场，A、B
两等势面间距离为 5 cm，电势差为 25 V，
在电场中 P 点固定放置电荷量为 5×10－9 C
的负点电荷，此时电场中有一点电场强度为零，此点在 P 点
的
()
A．上方 30 cm
B．下方 30 cm
C．上方 25 cm
D．下方 25 cm
(2)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于电场强度与这两点
间距离的乘积。
(× )
(3)沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等。
(× )
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。
向
C．电场线越密的地方相等距离两点的电势差越大
D．根据公式 Uab＝Ed 可知，在匀强电场中 a、b 间的距离越 大，电势差就越大
解析：电场强度与电势没有直接关系，电场强度为 0 时，电势 不一定为 0；电势为 0，电场强度不一定为 0，故 A 错误；顺着 电场线方向电势降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向， 故 B 正确；电场线越密的地方电场强度大，但是若两点间不沿 电场线，则电势差不一定越大，故 C 错误；公式 Uab＝Ed 中 d 为沿电场线的距离，若 a、b 两点不沿电场线，则两点间距离越 大电势差不一定越大，故 D 错误。 答案：B
第 3 节 电势差与电场强度的关系 课标要求
1．理解匀强电场中电势差与电场强度的关系，并了解其适用条 件。
2．知道电场强度的另一种表达式 E＝UdAB，了解电场强度的另 一个单位“伏特每米”的意义。
3．会应用 UAB＝Ed 或 E＝UdAB解决有关问题。
1．填一填 (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。 (2)公式：UAB＝ Ed 。 (3)适用条件： ①E 为匀强电场的电场强度。 ②d 为沿电场方向的距离。
电场强度
电势
电势差 电势能
描述电荷在
意 义
描述电场 的力的性
质
描述电场的能 的性质
描述电场 力做功的
本领
电场中具有 的与电荷位 置有关的能
量
定 义
E＝Fq
φ＝Eqp(Ep 为电 荷在该电势点
UAB＝WqAB
的电势能)
单 位
N/C，V/m
V，J/C
V，J/C
Ep＝φq J
正正得正(正荷的 负，正负只表
对关系式 U＝Ed 和 E＝Ud 的理解 [学透用活]
1．关系式表明了电场强度与电势差的关系 大小 由 E＝Ud 可知，电场强度在数值上等于沿电 关系 场方向每单位距离上降低的电势
方向 电场中电场强度的方向就是电势降低最快 关系 的方向 物理 电场强度是电势差对空间位置的变化率，反 意义 映了电势随空间变化的快慢
(4)电场强度与电势差的另一种关系
①在匀强电场中，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。 UAB
②公式：E＝___d___。 ③单位：N/C 或___V_/_m____。
④电场线较密的地方等势线也较密。
2．判一判
(1)由公式 E＝UdAB可知，电场强度与电势差 UAB 成正比。( × )
[易错警示] 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。
[对点练清]
1．如图所示，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 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
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：
(1)a、b 两点的电势差 Uab； (2)匀强电场的电场强度大小和方向。
[解析] (1)因为正电荷从 a 到 b 和从 a 到 c，静电力做功相 等，所以由 W＝qU 可得 Uab＝Uac，b、c 两点在同一等势面上， 根据电场线与等势面垂直，得到电场强度方向与 ac 平行，垂直 指向 bc。
Uab＝Wqab＝53..00××1100－－180 V＝60 V。 (2)由 U＝Ed 可得 E＝Ud ＝ab·coUs 37°＝0.26×00.8 V/m＝375 V/m 电场强度方向平行于 ac，垂直指向 bc 边且由 a 指向 c。 [答案] (1)60 V (2)375 V/m 方向与 bc 边垂直且由 a 指向 c
(1)该电荷在 A 点所受的电场力； (2)该电荷在 A 点所具有的电势能和 A 点的电势； (3)若该电荷由 A 点运动到 B 点，电场力做多少功？
[解析] (1)M、N 板间的匀强电场的电场强度为 E＝Ud ＝1.22×4100－2 V/m＝2.0×104 V/m 电场强度方向竖直向上 q 在 A 点所受的电场力为 F＝|q|E＝3×10－4×2.0×104 N＝6 N 方向竖直向下。 (2)A 点与 M 板之间的电势差为 UMA＝EdMA＝2.0×104×0.2×10－2 V＝40 V 因为 M 板电势为零，所以
2.在非匀强电场中，公式 E＝Ud 可用来定性分析问题，由 E ＝Ud 可以得出结论：
在等差等势面越密的地方场强就越大，如图甲所示。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。
[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：
为 φA＝10 V 和 φC＝2 V，则 B 点的电势
A．等于 6 V
B．低于 6 V
C．高于 6 V
D．无法确定
()
解析：因点电荷所形成的电场离点电荷越远电场强度越小，故 有 φA－φB＞φB－φC，即 φB＜φA＋2 φC＝6 V，B 正确。
答案：B
3．[多选]如图所示，匀强电场中某电场线上的
2．关于电场强度与电势的理解 (1)电场强度为 0 的地方电势不一定为 0，如等量同种点电荷 连线的中点；电势为 0 的地方电场强度也不一定为 0，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。
3．电场强度、电势、电势差、电势能的比较
UMA＝φM－φA，φA＝0－UMA＝－40 V 电荷 q 在 A 点时的电势能为 EpA＝qφA＝－3×10－4×(－40)J ＝1.2×10－2 J。
(3)dAB＝(1.2－0.2－0.5)cm＝0.5 cm＝0.5×10－2 m，所以电场 力对电荷所做的功为
WAB＝qUAB＝qEdAB＝(－3×10－4)×2.0×104×0.5×10－2 J＝ －3×10－2 J，负号表示电场力在此过程中做负功。
两点 A、B 相距 0.2 m。正点电荷 q＝1×10－6 C 从 A 点移到
B 点，静电力做功为 2×10－6 J，则
()
A．该电场的电场强度为 10 V/m
B．该电场的方向由 A 指向 B
C．A、B 两点间的电势差为 10 V
D．B 点的电势比 A 点的高
解析：根据电势差公式有：UAB＝WqAB＝2 V，由此看出 A 点的电 势高于 B 点的电势，电场方向由 A 指向 B；根据 E＝Ud ，得场强 为 10 V/m，故 A、B 正确。
受力方向 示大小
标量，但有 正负，正负 只表示电势
的高低
电荷在正电 势位置有正 电势能)，负 正得负，负
负得正
决 定 因 素
电场强度由 电场本身决 定，与试探
电荷无关
电势由电场 本身决定，与 试探电荷无 关，其大小与 零电势点的 选取有关，有
相对性
由电场本身 决定，与试
探电荷无 关，与零电 势点的选取
联 (2)电势沿着电场强度方向降低最快 系 (3)UAB＝φA－φB，UAB＝WqAB，UAB＝EpA－q EpB，φ＝Eqp，
WAB＝EpA－EpB
[典例2] 如图所示，两个平行金属板 M、N 间距离 d＝1.2 cm，两板接在电压 U＝240 V 的电 源上，M 板接地，板间 A 点距 M 板 0.2 cm，B 点距 N 板 0.5 cm。 一个电荷量 q＝－3×10－4 C 的点电荷放在 A 点处，试求：
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。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，故 A 正确。 答案：A
2．如图所示，三个同心圆是点电荷 q 周围的三个
等势面，A、B、C 是这三个等势面与一条电场
线的交点，且 AB＝BC。A、C 两点的电势分别
无关
由电荷量和 电荷所在位 置的电势决 定，与零电 势点选取有 关，有相对
[对点练清] 1．[多选]下列说法中正确的是
A．E＝Ud 适用于任何电场 B．E＝Fq 适用于任何电场 C．E＝kQr2适用于真空中的点电荷形成的电场 D．E 是矢量，由 U＝Ed 可知，U 也是矢量
3．如图所示，有竖直向下的匀强电场，A、B
两等势面间距离为 5 cm，电势差为 25 V，
在电场中 P 点固定放置电荷量为 5×10－9 C
的负点电荷，此时电场中有一点电场强度为零，此点在 P 点
的
()
A．上方 30 cm
B．下方 30 cm
C．上方 25 cm
D．下方 25 cm
(2)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于电场强度与这两点
间距离的乘积。
(× )
(3)沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等。
(× )
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。
向
C．电场线越密的地方相等距离两点的电势差越大
D．根据公式 Uab＝Ed 可知，在匀强电场中 a、b 间的距离越 大，电势差就越大
解析：电场强度与电势没有直接关系，电场强度为 0 时，电势 不一定为 0；电势为 0，电场强度不一定为 0，故 A 错误；顺着 电场线方向电势降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向， 故 B 正确；电场线越密的地方电场强度大，但是若两点间不沿 电场线，则电势差不一定越大，故 C 错误；公式 Uab＝Ed 中 d 为沿电场线的距离，若 a、b 两点不沿电场线，则两点间距离越 大电势差不一定越大，故 D 错误。 答案：B
第 3 节 电势差与电场强度的关系 课标要求
1．理解匀强电场中电势差与电场强度的关系，并了解其适用条 件。
2．知道电场强度的另一种表达式 E＝UdAB，了解电场强度的另 一个单位“伏特每米”的意义。
3．会应用 UAB＝Ed 或 E＝UdAB解决有关问题。
1．填一填 (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。 (2)公式：UAB＝ Ed 。 (3)适用条件： ①E 为匀强电场的电场强度。 ②d 为沿电场方向的距离。
电场强度
电势
电势差 电势能
描述电荷在
意 义
描述电场 的力的性
质
描述电场的能 的性质
描述电场 力做功的
本领
电场中具有 的与电荷位 置有关的能
量
定 义
E＝Fq
φ＝Eqp(Ep 为电 荷在该电势点
UAB＝WqAB
的电势能)
单 位
N/C，V/m
V，J/C
V，J/C
Ep＝φq J
正正得正(正荷的 负，正负只表
对关系式 U＝Ed 和 E＝Ud 的理解 [学透用活]
1．关系式表明了电场强度与电势差的关系 大小 由 E＝Ud 可知，电场强度在数值上等于沿电 关系 场方向每单位距离上降低的电势
方向 电场中电场强度的方向就是电势降低最快 关系 的方向 物理 电场强度是电势差对空间位置的变化率，反 意义 映了电势随空间变化的快慢
(4)电场强度与电势差的另一种关系
①在匀强电场中，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。 UAB
②公式：E＝___d___。 ③单位：N/C 或___V_/_m____。
④电场线较密的地方等势线也较密。
2．判一判
(1)由公式 E＝UdAB可知，电场强度与电势差 UAB 成正比。( × )
[易错警示] 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。
[对点练清]
1．如图所示，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 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
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：
(1)a、b 两点的电势差 Uab； (2)匀强电场的电场强度大小和方向。
[解析] (1)因为正电荷从 a 到 b 和从 a 到 c，静电力做功相 等，所以由 W＝qU 可得 Uab＝Uac，b、c 两点在同一等势面上， 根据电场线与等势面垂直，得到电场强度方向与 ac 平行，垂直 指向 bc。
Uab＝Wqab＝53..00××1100－－180 V＝60 V。 (2)由 U＝Ed 可得 E＝Ud ＝ab·coUs 37°＝0.26×00.8 V/m＝375 V/m 电场强度方向平行于 ac，垂直指向 bc 边且由 a 指向 c。 [答案] (1)60 V (2)375 V/m 方向与 bc 边垂直且由 a 指向 c
(1)该电荷在 A 点所受的电场力； (2)该电荷在 A 点所具有的电势能和 A 点的电势； (3)若该电荷由 A 点运动到 B 点，电场力做多少功？
[解析] (1)M、N 板间的匀强电场的电场强度为 E＝Ud ＝1.22×4100－2 V/m＝2.0×104 V/m 电场强度方向竖直向上 q 在 A 点所受的电场力为 F＝|q|E＝3×10－4×2.0×104 N＝6 N 方向竖直向下。 (2)A 点与 M 板之间的电势差为 UMA＝EdMA＝2.0×104×0.2×10－2 V＝40 V 因为 M 板电势为零，所以
2.在非匀强电场中，公式 E＝Ud 可用来定性分析问题，由 E ＝Ud 可以得出结论：
在等差等势面越密的地方场强就越大，如图甲所示。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。
[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：
为 φA＝10 V 和 φC＝2 V，则 B 点的电势
A．等于 6 V
B．低于 6 V
C．高于 6 V
D．无法确定
()
解析：因点电荷所形成的电场离点电荷越远电场强度越小，故 有 φA－φB＞φB－φC，即 φB＜φA＋2 φC＝6 V，B 正确。
答案：B
3．[多选]如图所示，匀强电场中某电场线上的
2．关于电场强度与电势的理解 (1)电场强度为 0 的地方电势不一定为 0，如等量同种点电荷 连线的中点；电势为 0 的地方电场强度也不一定为 0，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。
3．电场强度、电势、电势差、电势能的比较
UMA＝φM－φA，φA＝0－UMA＝－40 V 电荷 q 在 A 点时的电势能为 EpA＝qφA＝－3×10－4×(－40)J ＝1.2×10－2 J。
(3)dAB＝(1.2－0.2－0.5)cm＝0.5 cm＝0.5×10－2 m，所以电场 力对电荷所做的功为
WAB＝qUAB＝qEdAB＝(－3×10－4)×2.0×104×0.5×10－2 J＝ －3×10－2 J，负号表示电场力在此过程中做负功。
两点 A、B 相距 0.2 m。正点电荷 q＝1×10－6 C 从 A 点移到
B 点，静电力做功为 2×10－6 J，则
()
A．该电场的电场强度为 10 V/m
B．该电场的方向由 A 指向 B
C．A、B 两点间的电势差为 10 V
D．B 点的电势比 A 点的高
解析：根据电势差公式有：UAB＝WqAB＝2 V，由此看出 A 点的电 势高于 B 点的电势，电场方向由 A 指向 B；根据 E＝Ud ，得场强 为 10 V/m，故 A、B 正确。
受力方向 示大小
标量，但有 正负，正负 只表示电势
的高低
电荷在正电 势位置有正 电势能)，负 正得负，负
负得正
决 定 因 素
电场强度由 电场本身决 定，与试探
电荷无关
电势由电场 本身决定，与 试探电荷无 关，其大小与 零电势点的 选取有关，有
相对性
由电场本身 决定，与试
探电荷无 关，与零电 势点的选取
联 (2)电势沿着电场强度方向降低最快 系 (3)UAB＝φA－φB，UAB＝WqAB，UAB＝EpA－q EpB，φ＝Eqp，
WAB＝EpA－EpB
[典例2] 如图所示，两个平行金属板 M、N 间距离 d＝1.2 cm，两板接在电压 U＝240 V 的电 源上，M 板接地，板间 A 点距 M 板 0.2 cm，B 点距 N 板 0.5 cm。 一个电荷量 q＝－3×10－4 C 的点电荷放在 A 点处，试求：
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。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，故 A 正确。 答案：A
2．如图所示，三个同心圆是点电荷 q 周围的三个
等势面，A、B、C 是这三个等势面与一条电场
线的交点，且 AB＝BC。A、C 两点的电势分别
无关
由电荷量和 电荷所在位 置的电势决 定，与零电 势点选取有 关，有相对
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最新人教版高中物理必修三第十章静电场中的能量 第三节电势差与电场强度的关系
2.电场强度的另一种表述:
U AB
(1)表达式:E= d 。
(2)物理意义:在匀强电场中,电场强度的大小等于两点之间的 电势差与两点沿电场强度方向距离的_比__值__,或者说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。 (3)场强的另一个单位:_伏__特__每__米__,符号:_V_/_m_,1 N/C=1_V_/_m_。
UAB,则E=
U AB lcos
。
(3)只有沿电场强度方向,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电场强度的方向。
【拓展延伸】非匀强电场中电势差的判断: 在非匀强电场中,公式E= U 可用来定性分析问题,由U=Ed可以得出结论。在等
d
(3)情境3中,三个电势降低的方向中,沿哪个方向电势降低最快?电势降低最快 的方向与电场方向具有怎样的关系? 提示:三个电势降低的方向中,沿A→C方向电势降低最快。电场强度的方向就是 电势降低最快的方向。
(4)情境4中,分析AB间、BC间及MN间电势差有何关系,由此可得出什么结论?
提示:设AB=BC=MN=l,该直线与电场线方向的夹角为θ,则UAB=Elcosθ, UBC=Elcosθ,故UAB=UBC。同样UAB=UMN。由此可得出结论:在匀强电场中,在 同一直线上等距离的任意两点间的电势差相等(当AB∥MN且AB=MN时 UAB=UMN)。
d
【解析】选C。因各等势线间距相等,电势差相等,所以该电场为匀强电场,场强 大小E= U V2/m=200 V/m,其方向与等势线垂直且指向电势降低
dsin30 2102 1
的方向,即指向左上方,A、2 B、D错误;因C点电势为零,与C点距离为2 cm的点的
人教版必修第三册课件10.3电势差与电场强度的关系2
活动 5：讨论、交流、展示，得出结论。 (1)UAB＝Ed 的理解 ①大小关系：由 E＝UdAB可知，匀强电场的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。 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。 ③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 空间位置变化的快慢。
例 3 如图所示的实线为电场线，虚线为等势线，a、b 两点的电势分 别为 φa＝－50 V，φb＝－20 V，则 a、b 连线的中点 c 的电势 φc 应为( )
A．φc＝－35 V B．φc>－35 V C．φc<－35 V D．条件不足，无法判断 φc 的范围
完美答案
(1)若此电场为匀强电场，φc 为多少？ 提示：φc＝φa＋2 φb＝－35 V。 (2)如何判断 c 点电势与上述值的大小关系？
大的地方，两相邻等势线之间的距离 d 04 __越__小__，即电场线较密的地方等 势线 05 __也__较__密___。
4．电场强度的单位：N/C 或 06 __V__/m_____,1 N/C＝ 07 __1_V__/m___。
(1)公式 U＝Ed 适用于任何电场。( × ) (2)在电场中相同距离的两点，电势差大的其电场强度也必定大。( × ) (3)在匀强电场中，沿着电场方向，任何相同距离上的电势降落必定相 等。( √ ) (4)电势降落的方向必定是电场强度的方向。( × )
无关，反映某点
义式
场
荷的电荷量
电场的性质
E＝kQr2
真空中静止点 电荷场强的决
由 E＝Fq和库仑
定式
定律导出
在真空中，场 Q 为场源电
源电荷 Q 是静 荷的电荷量
止点电荷公式Fra bibliotek区别 物理含义
人教版新教材高中物理优质课件 电势差与电场强度的关系
数值上等于单位正电
大小
荷从一点移到另一点
时,静电力所做的功
方向
标量、无方向
电场强度 E
E=
数值上等于单位正电荷受到的
静电力
矢量,规定正电荷在该点所受静
电力的方向为正方向
比较项
电势差 UAB
电场强度 E
(1)沿电场的方向是电势降落最快的方向,但电势降落的
联系
方向不一定是电场的方向
(2)电场强度的大小等于沿匀强电场方向每单位距离上
3.电场强度的另一个单位:由 E= 可导出电场强度的另一
个单位,即伏每米,符号为V/m。1 V/m=1 N/C。
【思考讨论】
1.判断下列说法的正误。
(1)公式U=Ed适用于所有电场。( × )
(2)由U=Ed可知,匀强电场中两点的电势差与这两点的距离
成正比。( × )
(3)匀强电场的电场强度值等于沿电场线方向每单位长度上
(1)求匀强电场的电场强度E。
(2)求b、c两点间的电势差Ubc。
(3)规定b点的电势为零,求a点的电势。
答案:(1)100 N/C (2)5 V (3)5 V
解析:(1)由题知,正电荷在a点时受到的静电力为F=4×10-6
N,
根据 F=qE,解得 E= =
×-
×-
N/C=100 N/C。
(1)应用UAB=φA-φB来求解。
(2)应用 UAB=
来求解。
(3)应用UAB=Ed(匀强电场)来求解。
2.在应用关系式UAB=Ed时可简化为U=Ed,即只把电势差大
小、电场强度大小通过公式联系起来,电势差的正负、电场
新教材人教版高中物理必修第三册全册 精品教学课件(共928页)
(4)电荷守恒定律更普遍的表述：一个与外界没有电荷 交换 的系 统，电荷的 代数和 保持不变。
2．判一判
(1)感应起电是因电荷间的相互作用，使导体内部自由电荷发生
移动造成的。
(√)
(2)感应起电过程符合电荷守恒定律。
(√ )
(3)在静电感应过程中，金属导体内部的正电荷与负电荷移动方
向相反。
( ×)
第十一章 电路及其应用
第1节 电源和电流 第2节 导体的电阻 第3节 实验：导体电阻率的测量 第4节 串联电路和并联电路 第5节 实验：练习使用多用电表 习题课3 伏安特性曲线与电表内阻的测定
第十二章 电能 能量守恒定律
第1节 电路中的能量转化 第2节 闭合电路的欧姆定律 第3节 实验：电池电动势和内阻的测量 第4节 能源与可持续发展 习题课4 与电源有关的功率问题及动是电子。
(×)
(2)元电荷是指电荷量很小的电荷。
(×)
(3)物体所带的电荷量等于元电荷电量的整数倍。 (√)
3．选一选
保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版
书籍影响我们的学习效率，甚至给我们的学习带来隐患。小华
有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有
摩擦起电和感应起电 [学透用活]
1．摩擦起电的理解 (1)摩擦起电的本质是发生了电子的转移，相互摩擦的两个物体 一定是同时带上等量异种电荷。 (2)同一物体分别与不同种类的物体摩擦，该物体可以带上不同 种类的电荷，因为不同物体的原子核对外层电子的束缚能力大 小不同。
新教材人教版高中物理必修第三册全册教学课件
第九章 静电场及其应用
第1节 电荷 第2节 库仑定律 第3节 电场 电场强度 第4节 静电的防止与利用 习题课1 电场力的性质
2．判一判
(1)感应起电是因电荷间的相互作用，使导体内部自由电荷发生
移动造成的。
(√)
(2)感应起电过程符合电荷守恒定律。
(√ )
(3)在静电感应过程中，金属导体内部的正电荷与负电荷移动方
向相反。
( ×)
第十一章 电路及其应用
第1节 电源和电流 第2节 导体的电阻 第3节 实验：导体电阻率的测量 第4节 串联电路和并联电路 第5节 实验：练习使用多用电表 习题课3 伏安特性曲线与电表内阻的测定
第十二章 电能 能量守恒定律
第1节 电路中的能量转化 第2节 闭合电路的欧姆定律 第3节 实验：电池电动势和内阻的测量 第4节 能源与可持续发展 习题课4 与电源有关的功率问题及动是电子。
(×)
(2)元电荷是指电荷量很小的电荷。
(×)
(3)物体所带的电荷量等于元电荷电量的整数倍。 (√)
3．选一选
保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版
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有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有
摩擦起电和感应起电 [学透用活]
1．摩擦起电的理解 (1)摩擦起电的本质是发生了电子的转移，相互摩擦的两个物体 一定是同时带上等量异种电荷。 (2)同一物体分别与不同种类的物体摩擦，该物体可以带上不同 种类的电荷，因为不同物体的原子核对外层电子的束缚能力大 小不同。
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第九章 静电场及其应用
第1节 电荷 第2节 库仑定律 第3节 电场 电场强度 第4节 静电的防止与利用 习题课1 电场力的性质
《电势差与电场强度的关系》PPT精品课件
重点探究
一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 导学探究 公式E＝ UAB 对任何电场都适用吗？式中d指的是两点间的距
d 离吗？
答案 公式E＝ UAB 只适用于匀强电场，公式中的d指的是两点沿电场线 d
方向的距离，而不是两点间的距离.
知识深化 12..公由式E＝E＝Ud 可UdA知B及，U电AB场＝强Ed度的在适数用值条上件等都于是沿匀电强场电方场向.单位距离上降低的电势. 式中d不是两点间的距离，而是两点所在的等势面间的距离，只有当这
1234
4.(等分法的应用)(多选)有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、
c、d四点的位置如图10所示，cd和cb分别垂直于x轴和y轴，其中a、b、c
三点电势分别为4 V、8 V、10 V.将一电荷量为q＝－2×10－5 C的负点电荷
由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断正确的是
√A.坐标原点O的电势为6 V
例2 如图3所示，P、Q两金属板间的电势差为50 V， 板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝ 10 cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4 cm.求： (1)P板及A点的电势.
答案 －50 V －30 V 图3
解析 板间场强方向水平向左，可知Q板电势最高.Q 板接地，则电势φQ＝0，板间各点电势均为负值. 场强 E＝Ud ＝10×5010－2 V·m－1＝5×102 V·m－1 Q、A间电势差UQA＝Ed′＝5×102×(10－4)×10－2 V＝30 V 所以A点电势φA＝－30 V，同理可求得P板电势φP＝UPQ＝－50 V
即学即用
1.判断下列说法的正误.
(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，则这两点的
10.3 电势差与电场强度的关系 —【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册课件
适用条件：匀强电场 物理意义：
①在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场 强度方向距离的比值 ②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 ③场强E的大小描述沿电场线方向电势降落的快慢。 注意：运用此式运算时不用带符号
电势差与电场强度的关系
电场强度的另一种表述
电势差与电场强度的关系
电势差与电场强度的关系
解析:要画电场线,先找等势面(线)
电势差与电场强度的关系
(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,相互平行且相等的线段两点间的电势差相等。如图 乙,AB∥CD,则UAB=UCD
定义
力所做的功跟电荷量的比值
电力跟它的电荷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的比值
定义式
数值上等于单位正电荷从一点移
大小
数值上等于单位电荷受到的力
到另一点时,静电力所做的功
电势差与电场强度的关系
物理量 方向
电势差U 标量、无方向
电场强度E 矢量,规定与正电荷在该点所受静电力的方
向相同
联系
电势差与电场强度的关系
2.关于电场强度的三个表达式的比较
练习
2.如图所示,A、B是匀强电场中相距4 cm的两点,其连线与电场方向成60° 角,两点间的电势差为200 V,则电场强度大小为( D )
A.8 V/m B.50 V/m
C.5×103 V/m D.1×104 V/m
练习
3.如图所示,三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面,已知这三个圆的半径 成等差数列。A、B、C分别是这三个等势面上的点,且这三点在同一条电场线 上。A、C两点的电势依次为φA=10 V和φC=2 V,则B点的电势( B )
①在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场 强度方向距离的比值 ②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 ③场强E的大小描述沿电场线方向电势降落的快慢。 注意：运用此式运算时不用带符号
电势差与电场强度的关系
电场强度的另一种表述
电势差与电场强度的关系
电势差与电场强度的关系
解析:要画电场线,先找等势面(线)
电势差与电场强度的关系
(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,相互平行且相等的线段两点间的电势差相等。如图 乙,AB∥CD,则UAB=UCD
定义
力所做的功跟电荷量的比值
电力跟它的电荷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的比值
定义式
数值上等于单位正电荷从一点移
大小
数值上等于单位电荷受到的力
到另一点时,静电力所做的功
电势差与电场强度的关系
物理量 方向
电势差U 标量、无方向
电场强度E 矢量,规定与正电荷在该点所受静电力的方
向相同
联系
电势差与电场强度的关系
2.关于电场强度的三个表达式的比较
练习
2.如图所示,A、B是匀强电场中相距4 cm的两点,其连线与电场方向成60° 角,两点间的电势差为200 V,则电场强度大小为( D )
A.8 V/m B.50 V/m
C.5×103 V/m D.1×104 V/m
练习
3.如图所示,三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面,已知这三个圆的半径 成等差数列。A、B、C分别是这三个等势面上的点,且这三点在同一条电场线 上。A、C两点的电势依次为φA=10 V和φC=2 V,则B点的电势( B )
10-3 电势差与电场强度的关系 高中物理课件人教版必修三
D．E=8、电场强度E的另一种表达式
思考： (1)沿AB、 AC 两个方向，哪个电势降落的快？
场强E的方向是电势降落最快的方向。
Aθ
B E
C
(2)为什么等差等势面越密电场强度越大？
三、电场强度表达式的比较
区别 公式
EF q
物理意义
是电场强度大 小的定义式
E
k
Q r2
是真空中点电荷 场强的决定式
D．500V/m，垂直斜向上
7．如图，一边长为1m的正方形放在与其平面平行的匀强电场中，A、B、C、D是该 正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=6V、φB=2V、φC=﹣2V， 则D点电势φD、匀强电场的电场强度大小B分C 别为（ ） A．φD=0V B．φD=2V C．E 4 2V / m
2、如图，在匀强电场中AB与CD平行且相等，试判断 UAB、UCD的大小关系。
结论2：在匀强电场中，相互平行的相等的线段两端点电势差相等．
1．对于电场中A、B两点，下列说法正确的是（ C ） A．电势差的定义式U AB W，qAB说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动 电荷的电量q成反比 B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从点A移到点B电场力所做的功 C．将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点间的电势差为1V D．电荷由点A移到点B的过程中，除受电场力外，还受其它力的作用，电荷电势能的 变化就不再等与电场力所做的功
2、公式： U Ed
3、d：沿场强方向的距离 。若电场中两点不沿电场线，d取值应为在电
场方向的投影，或等势面间的距离。
4、只适用于匀强电场
一、电势差与电场强度的关系
问题三：对于非匀强电场，如何判断UAB、UBC的大小关系？
思考： (1)沿AB、 AC 两个方向，哪个电势降落的快？
场强E的方向是电势降落最快的方向。
Aθ
B E
C
(2)为什么等差等势面越密电场强度越大？
三、电场强度表达式的比较
区别 公式
EF q
物理意义
是电场强度大 小的定义式
E
k
Q r2
是真空中点电荷 场强的决定式
D．500V/m，垂直斜向上
7．如图，一边长为1m的正方形放在与其平面平行的匀强电场中，A、B、C、D是该 正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=6V、φB=2V、φC=﹣2V， 则D点电势φD、匀强电场的电场强度大小B分C 别为（ ） A．φD=0V B．φD=2V C．E 4 2V / m
2、如图，在匀强电场中AB与CD平行且相等，试判断 UAB、UCD的大小关系。
结论2：在匀强电场中，相互平行的相等的线段两端点电势差相等．
1．对于电场中A、B两点，下列说法正确的是（ C ） A．电势差的定义式U AB W，qAB说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动 电荷的电量q成反比 B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从点A移到点B电场力所做的功 C．将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点间的电势差为1V D．电荷由点A移到点B的过程中，除受电场力外，还受其它力的作用，电荷电势能的 变化就不再等与电场力所做的功
2、公式： U Ed
3、d：沿场强方向的距离 。若电场中两点不沿电场线，d取值应为在电
场方向的投影，或等势面间的距离。
4、只适用于匀强电场
一、电势差与电场强度的关系
问题三：对于非匀强电场，如何判断UAB、UBC的大小关系？
新教材高中物理第10章静电场中的能量2电势差课件新人教版必修第三册
2．电势差与电势的比较 电势φ
电势差U
电势能与电荷量比 电场力做功与电荷量比
定义
值：φ＝Eqp
值：U＝Wq
区
由电场和在电场中的 由电场和场内两点位置决
别
决定因素 位置决定
定
有，与零无关
有关
电势φ
电势差U
数值关系
UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA
联
单位
(2)已知电场线时，可作电场线的垂线来确定等势面，并由“沿电场 线方向电势降低”确定等势面的电势高低。
典例剖析
典例 3 (多选)(2021·北京市中关村中学高二上学期期中)一粒子从 A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示， 图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有
则φC>φB>φA>φD，C正确。
探究 二
静电力做功与电势差的关系
情景导入
电荷在匀强电场中移动时电场力为恒力，若电场力方向与位移方向 成夹角θ时，电场力做功可用恒力功计算W＝Eq·lcos θ；若电场为非匀强 电场时，从A点移至B点，如何计算电场力的功？
提示：公式W＝Flcos α仅适用于静电力是恒力的情况，如果静电力 是变力，常常选用动能定理或者WAB＝qUAB进行相关计算。
对点训练
3．空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，
P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个
点。则
( D)
A．P、Q两点处的电荷等量同种
B．a点和b点的电场强度相同
C．c点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a到c，电势能减少
解析：由电场的等势面分布图可判断P、Q为等量异种点电荷，Q带 负电，选项A错误；电场强度是矢量，a、b两点的电场强度方向不同， 选项B错误；根据等势面可画出电场线的分布，沿电场线方向电势降 低，可判c点电势高于d点的电势，选项C错误；负电荷由a到c，电场力 做正功，电势能将减少，选项D正确。
新教材高中物理第10章静电场中的能量3电势差与电场强度的关系课件新人教版必修第三册
核心素养提升
一、电势与电场强度没有必然联系
1．电场强度与电势都是用比值定义的物理量，它们都仅由电场本
身性质(场源电荷和在电场中的位置)决定。根据公式E＝
UAB d
不能得出电
场强度和电势有直接关系。
2．电场强度大的点电势不一定高，电势高的点电场强度也不一定 大。
3．电场强度为零的点，电势不一定为零，电势为零的点，电场强 度也不一定为零。
( BD )
解析：由电场线疏密程度可知ab段上各点电场强度大于bc段上各点
电场强度，由U＝Ed可定性判断出Uab>Ubc，即φa－φb＞φb－φc，所以φb
<
φa＋φc 2
＝4
V，故A错误，B正确；又因为Uac＝Uab＋Ubc，所以
UAC>2UBC，b、d在同一等势面上，φb＝φd，故Uac>2Udc，由电场力做功 W＝qU，得|Wac|>2|Wdc|，故C错误，D正确。
算非匀强电场的电势差，但在非匀强电场中，电场强度整体较强的地
方，沿电场线相同的距离上的电势差必然更大，电势变化更快，所以根
据这个公式可以比较非匀强电场中电势差的大小。
典例剖析
典例 2 如图所示的实线为电场线，虚线为等势线，a、b两点的电 势分别为φa＝－50 V，φb＝－20 V，则a、b连线的中点c的电势φc应为
第十章 静电场中的能量
3．电势差与电场强度的关系
目标体系构建 课前预习反馈 课内互动探究 核心素养提升 课堂达标检测
目标体系构建
【学习目标】
1．理解匀强电场中电势差与电场强度的关系，并了解其适用条 件。
2．知道电场强度的一种表达式E＝
UAB d
，了解电场强度的另一个单
新教材人教版《静电场中的能量》PPT课件分析1
Ｂ
D E AB//CD且AB=CD=L,
求UAB 与UCD大小关系
A
C
四、电场强度三个公式的对比
新课教学
区别 公式
物理含义
E＝Fq
是电场强度大 小的定义式
E＝kQr2 E＝Ud
是真空中点电 荷场强的决定 式 是匀强电场中 场强的定义式
引入过程
适用范围
F∝q，E 与 F、q 无关，是反映某点 电场的性质
感谢观看，欢迎指导！
WAB qU AB
问题二：从功的定义式，WAB还可以怎样计算？ d是任意两点间的距离吗？
WAB Fd qEd
问题三：比较功的两个计算结果，可得到什么？
U AB Ed
新练课习教讲学解
如果A、B两点不在同一条 电场线上，还能得出刚才 的结论吗？
静电力做的功: WAB qU AB
从功的定义计算：WAB Fl cos qEl cos qEd
比较功的两个计算结果：U AB Ed
结论：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
U Ed
说明： ①只适用于匀强电场 ②d：沿场强方向的距离
③：由 U Ed E U / d
表明： 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. ④电场强度的方向是电势降低最快的方向.
•
5.先是忽然看到临水人家的惊喜，接 着写宁 静安详 的村市 给词人 带来的 一种有 所依托 的温暖 和慰藉 。同时 ，眼前 如画的 村落， 也触发 了词人 一缕思 乡之情 。
•
6.该读书节的标志将爱心、书本和纽 带等元 素变化 组合而 成。爱 心和书 本的寓 意是热 爱读书 、用心 读书。 心形纽 带寓意 是以读 书为纽 带，齐 心协力 推动学 习型城 市的创 建(齐心 协力建 构和谐 社会)。