人教版高中物理选修3-1第一章《静电场》第六节：电势差和电场强度的关系课件(共18张PPT)
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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)
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教学重难点
教学重点： 电势差与电场强度的关系
公式推导 适用条件
教学难点： 公式运用
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2.过程与方法
√ 电势差与电场强度的关系公式的两个推导 过程：沿电场线方向和不沿电场线方向同样适 用。
3.情感态度与价值观
√ 从利用电势和电势能的关系直接求功，分 析受力再求做功两个角度思考问题，寻找简便 方法求做功。
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点的电势差UAB的关系为
d
W=qUAB
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教学目标
1. 知识与能力
√ 知道在匀强电场中电场强度与电势差的公 式。
√ 注意公式的适用条件，只适用于匀强电场。 √ 知道电场强度两个单位N/C、 V/m的来源， 会利用其间的相等关系化简题目。
高中物理新人教版选修3-1课件：第一章+静电场+第6电势差与电场强度的关系
电势差
•电在 与场强匀 两度强点方电沿向 场__中__，__电__场__强__度__的__大距小离等的于比两值点。间的_________
3．单位 由E＝Ud 得电场强度的另一个单位：__伏__每__米__(_V__/m__)_______。 4．适用范围 只适用于___匀__强__电__场_____。
U d
而说E与d成反比。
如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5cm，bc＝12cm，
其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8C的正
电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10－7J。求： 导学号 74700135
(1) 匀强电场的电场强度E。
(2) 电荷从b移到c，电场力做的功W2。
导学号 74700132 ( ABC )
A．φA＞φB ＞φC B．EC＞EB＞EA C．UAB＜UBC
D．UAB＝UBC
• 解析：电势沿电场线方向降低，所以A对；由电场线的疏 密程度，可判定B项正确；由等势线的疏密程度根据U＝ Ed可判断C项正确。
『想一想』
安全用电常识中，有一个涉及“跨步电压”现象的问题，你知道什么是
• 提示：(1) b (2)b (3)b，b
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联系。 (2) 定量关系：E＝Ud 或U＝E·d。
害，电鳗在某次捕食时头尾间距为50cm(如图) ，则电鳗在放
电时产生的瞬间电压为 导学号 74700136 ( C )
人教版高中物理选修3-1第6节 电势差与电场强度的关系
6．（20xx洛阳调研）如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点。
已知A点的电势为φA=30V，B点的电势为φB=－10V，则C点的电势A．φC=10VB．φC＞10VC．φC＜10VD．上述选项都不正确7、在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图所示，那么匀强电场的场强大小为A．最大值是mgtanθ／qB．最小值是mg sinθ/qC．唯一值是mgtanθ／qD．同一方向上，可有不同的值．二、填空题8、如图，A、B两点相距0.1m，θ＝60°，匀强电场场强E＝100V/m，则A、B间电势差U ＝__ ____V．AB9、（20xx宜昌一中月考）如图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2cm，由此可确定电场强度的的方向是______，电场强度的大小是______m/V，10、一质量为m的带电小球，静止在两块带电平行金属板间的匀强电场中，此时两板间电压为300V；若将该电压降到60V，其它条件不变，则小球的加速度为_____．（已知重力加速度为g。
）三、计算题11、如图，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，且CD＝4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10-17J，求：①匀强电场的场强；②A、B两点间的电势差；③若A板接地，D点电势为多少？12.（20xx福建四地六校月考）如图所示，在匀强电场中，电荷量q=5.0×10-10C的正电荷在平行于电场方向的平面内分别由A点移到B点和由A点移到C点，电场力做功都是3.0×10－8 J．已知△ABC中，∠A＝37°，∠C＝90°，AB＝20cm，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。
高中物理选修3-1课件 第一章 第6节 电势差与电场强度的关系
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“多练提能·熟生巧”见“课时跟踪检测(六)” (单击进入电子文档)
“重难点强化练”见“重难点强化练(二)” (单击进入电子文档)
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公 式 适用范围
说明
E＝Fq
任何电场 定义式，q 为试探电荷的电量
E＝kQr2
真空中点电荷形 成的电场
Q 为场源电荷的电量，E 表示跟 点电荷相距 r 处的某点的场强
E＝Ud
匀强电场
U 为沿电场线方向上相距为 d 的 两点间的电势差
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2．关于电场强度与电势的理解 (1)电场强度为零的地方电势不一定为零，如等量同 种点电荷连线的中点；电势为零的地方电场强度也不一 定为零，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。
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3.如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、
半径R＝0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P
两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在
沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E＝
100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为
()
A．UOP＝－10sin θ(V)
B．UOP＝10sin θ(V)
U 2．公式：E＝__d__。 3．单位：N/C或 V/m 。
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[澄清微点]
(1)由公式 E＝Ud 可知，电场强度与电势差 U 成正比。 (× )
选修31第一章第6节《电势差与电场强度的关系》PPT课件
高二物理选修3-1 第一章 静电场
拓展提升
求静电力做功有哪些方法？
(1)利用功的定义求解
在匀强电场中，WAB＝qE·d，其中d为电荷沿电
场线方向的位移． (2)利用静电力做功与电势能变化量的关系求解
WAB＝EpA－EpB.
(3)利用电势差与静电力做功的关系求解
WAB＝qUAB.
(4)仅有静电力做功时，利用动能定理求解
如图乙所示，所以小球带正电，小球沿v0方向做匀减速运动，由 U
图乙知 qE＝mg.相邻等势面间的电势差用 U 表示，故 E＝d， mg mgd
所以 q＝ E ＝ U .
高二物理选修3-1 第一章 静电场
(2)由图乙知 F＝ qE 2＋ mg 2＝ 2mg(因为
1
qE＝mg)，由动能定理－F·xmax＝0－2mv02，所以
2.匀强电场的电场强度：E=U/d
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的距离的比值
②电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上 的降低的电势
高二物理选修3-1 第一章 静电场
活学活用
【问题1. 在匀强电场中 电势差与电场强度的关系】
例1.在匀强电场中，将一电荷量为2×10-5C的正电荷
反映的是电 场的性质
任何 定义式中 q 为试探
电场 电荷的电荷量
E＝ Q
是真空中点 电荷场强的
F 由 E＝q和库
点电荷 形成的
Q 为场源电荷的电 荷量，E 表示跟点
kr2 决定式
电荷相距 r 处的某
仑定律导出 电场
点的场强
U 是匀强电场 E＝d 中场强的决
定式
由 F＝qE 和 W＝qU 导出
拓展提升
求静电力做功有哪些方法？
(1)利用功的定义求解
在匀强电场中，WAB＝qE·d，其中d为电荷沿电
场线方向的位移． (2)利用静电力做功与电势能变化量的关系求解
WAB＝EpA－EpB.
(3)利用电势差与静电力做功的关系求解
WAB＝qUAB.
(4)仅有静电力做功时，利用动能定理求解
如图乙所示，所以小球带正电，小球沿v0方向做匀减速运动，由 U
图乙知 qE＝mg.相邻等势面间的电势差用 U 表示，故 E＝d， mg mgd
所以 q＝ E ＝ U .
高二物理选修3-1 第一章 静电场
(2)由图乙知 F＝ qE 2＋ mg 2＝ 2mg(因为
1
qE＝mg)，由动能定理－F·xmax＝0－2mv02，所以
2.匀强电场的电场强度：E=U/d
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的距离的比值
②电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上 的降低的电势
高二物理选修3-1 第一章 静电场
活学活用
【问题1. 在匀强电场中 电势差与电场强度的关系】
例1.在匀强电场中，将一电荷量为2×10-5C的正电荷
反映的是电 场的性质
任何 定义式中 q 为试探
电场 电荷的电荷量
E＝ Q
是真空中点 电荷场强的
F 由 E＝q和库
点电荷 形成的
Q 为场源电荷的电 荷量，E 表示跟点
kr2 决定式
电荷相距 r 处的某
仑定律导出 电场
点的场强
U 是匀强电场 E＝d 中场强的决
定式
由 F＝qE 和 W＝qU 导出
《电势差与电场强度的关系》人教版高二物理选修3-1PPT课件
的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点
依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。
下列选项正确的是( AC )
A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1 C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3
两点间的电势差 匀强电场的场强
沿电场线方向的距离
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.式中的d是沿电场方向两点间的距离。 3.适用条件：匀强电场。 4.运算不带正负号。求出结果后再分析正负
二：电场强度与电势差的关系
由 U Ed
EU d
可得：
电场强度的另一种表述：
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
【类比】重力做功与重力势能的关系
重力对物体做正功，物体重力势能减小； 重力对物体做负功，物体重力势能增加； 即：重力做功等于重力势能的减少量；
二、静电力做功与电势能的关系 【探究结论】
静电力做功与电势能的关系： 静电力做的功等于电势能的减少量。
Aq+ ө FF
BE
M
一、静电力做功的特点。
【情景三】：在匀强电场中，将电荷q从A沿曲线移至B:
Aq+ ө F
E B
q+
qB+
F
FE
q+ X2 F
X3
M
qA+ X1 F
M
W1 qE x1
W2 qE x2
W3 qE x3
…… x1 x2 x3 AM
W W1 W2 W3 qE AM
依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。
下列选项正确的是( AC )
A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1 C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3
两点间的电势差 匀强电场的场强
沿电场线方向的距离
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.式中的d是沿电场方向两点间的距离。 3.适用条件：匀强电场。 4.运算不带正负号。求出结果后再分析正负
二：电场强度与电势差的关系
由 U Ed
EU d
可得：
电场强度的另一种表述：
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
【类比】重力做功与重力势能的关系
重力对物体做正功，物体重力势能减小； 重力对物体做负功，物体重力势能增加； 即：重力做功等于重力势能的减少量；
二、静电力做功与电势能的关系 【探究结论】
静电力做功与电势能的关系： 静电力做的功等于电势能的减少量。
Aq+ ө FF
BE
M
一、静电力做功的特点。
【情景三】：在匀强电场中，将电荷q从A沿曲线移至B:
Aq+ ө F
E B
q+
qB+
F
FE
q+ X2 F
X3
M
qA+ X1 F
M
W1 qE x1
W2 qE x2
W3 qE x3
…… x1 x2 x3 AM
W W1 W2 W3 qE AM
高中物理(人教)选修3-1《精品课件》第1章 第6节-电势差与电场强度的关系
• (1)电场强度和电势差分别是从力和能的角 度描述电场的物理量，它们分别与电荷在 电场中受的电场力和电场力对电荷做功相 联系．正像力和功有关系一样，场强与电 势差也有一定的关系． • (2)在匀强电场中，沿场强方向的两点间的 电势差等于场强和这两点间距离的乘积． • (3)公式：U＝E·d或E＝U/d
• 在匀强电场中取一点O，过O点作射线OA＝ OB＝OC＝OD＝10cm，已知O、A、B、C 和D各点电势分别为0、7V、8V、7V、5V ，则匀强电场场强的大小和方向最接近于( )
• • • • A．70V/m，沿OA方向 B．70V/m，沿OC方向 C．80V/m，沿OB方向 D．80V/m，沿OC方向
• 答案：(1)由电场线分布可知，AB段的任一 点的场强都大于BC段任一点的场强，故AB 段场强的平均值E1大于BC段场强的平均值 E2，又UAB＝E1·AB，UBC＝E2·BC，故 UAB>UBC. • (2)在同一幅等势面中相邻等势面间的电势 差相等，如果相邻等势面的间距越小(等势 面越密)，场强E＝U/d就越大.
• 现在把图看成是描述电势高低的等势线，
• 1．如图所示匀强电场中，电荷从A点移到B W＝qU 点，则静电力做的功 W 与 U 的关系为 AB Eq Eqd ，从q受的静电力来计算这个功，则F＝ Ed ，W＝Fd＝ .结合两种计算方法得出的 结果，可得UAB＝ .
AB
• 2．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方向距离的比 单位 值，公式为 也就是说，电场强度在 数值上等于沿电场方向每 距离上降低的 电势． E· d E·Lcosθ. • 3．如图所示，在匀强电场中有如下关系： • UAB＝ ＝ .
• 解析：由题意知A、C等势，即AC连线是等 势线，则OB连线与AC连线最接近垂直，即 OB连线方向最接近电场线方向，又由于沿 电场线方向电势降低，故电场线方向最接 近OB方向，大小接近于 • 答案：C
高中物理 第一章《静电场》1.6 电势差与电场强度的关系课件 新人教版选修3-1
电势差与电场强度 的关系
学习目标：
1、理解匀强电场中电势差与电 场强度的关系 U=Ed 2、会用 U=Ed 进行有关的计算
知识链接
1. 功的定义 2. 电场力做功的特点 3. 电场力做功与电势能改变
的关系
概念·规律
问题1: 如图所示匀强电场中, 正电荷q在电场力作用下从A点沿 电场方 强度的方向
讲练平台
1. 对公式E=UBA/d的理解, 下列说法正 确的是( D )
A. 此公式适用于计算任何电场中A、 B两点间的电势差
B. A、B两点间的距离越大，则这两 点间的电势差越大
C. 公式中的d是指A、B两点间的距离 D. 公式中的d是指匀强电场中A、B两
的乘积．
上式改写为 E U d
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.
〖公式说明〗
1. 公式适用于在匀强电场中计算和判断, 也可在非匀强电场中作定性分析.
2. 公式中的距离d是沿场强方向的距离.
3.
1伏
/米
1焦 / 库 1米
1牛 米 1库 米
1牛
/
库
问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势 面的电势降落方向有多个, 其中降得最快 的是哪条? 它与场强的方向有什么关系?
C
d
A
BE
D
问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势 面的电势降落方向有多个, 其中降得最快 的是哪条? 它与场强的方向有什么关系?
C
d
A
BE
〖答案〗AB
D
问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势 面的电势降落方向有多个, 其中降得最快 的是哪条? 它与场强的方向有什么关系?
C
学习目标：
1、理解匀强电场中电势差与电 场强度的关系 U=Ed 2、会用 U=Ed 进行有关的计算
知识链接
1. 功的定义 2. 电场力做功的特点 3. 电场力做功与电势能改变
的关系
概念·规律
问题1: 如图所示匀强电场中, 正电荷q在电场力作用下从A点沿 电场方 强度的方向
讲练平台
1. 对公式E=UBA/d的理解, 下列说法正 确的是( D )
A. 此公式适用于计算任何电场中A、 B两点间的电势差
B. A、B两点间的距离越大，则这两 点间的电势差越大
C. 公式中的d是指A、B两点间的距离 D. 公式中的d是指匀强电场中A、B两
的乘积．
上式改写为 E U d
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.
〖公式说明〗
1. 公式适用于在匀强电场中计算和判断, 也可在非匀强电场中作定性分析.
2. 公式中的距离d是沿场强方向的距离.
3.
1伏
/米
1焦 / 库 1米
1牛 米 1库 米
1牛
/
库
问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势 面的电势降落方向有多个, 其中降得最快 的是哪条? 它与场强的方向有什么关系?
C
d
A
BE
D
问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势 面的电势降落方向有多个, 其中降得最快 的是哪条? 它与场强的方向有什么关系?
C
d
A
BE
〖答案〗AB
D
问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势 面的电势降落方向有多个, 其中降得最快 的是哪条? 它与场强的方向有什么关系?
C
人教版高中物理选修3-1第6节 电势差与电场强度的关系
A．W ab＞W bc
B．W ab＝W bc
C．W ab＜W bc
D．无法比较
3．如图3所示，A、B、C是匀强电场中的三点，各点电势φA＝10V，φB＝2V，φC ＝6V，A、B、C三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是（）
4．如图4所示，a、b、c、d、e五点在一直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离。
在a点固定放置一个点电荷，电荷量为＋Q，已知在＋Q的电场中b、c 两点间的电势差为U。
将另一个点电荷＋q从d点移动到e点的过程中（）A．电场力做功qU
B．克服电场力做功qU
C．电场力做功大于qU
D．电场力做功小于qU
5．如图5所示，是某静电场沿x方向的电势分布，则（）A．在0－x1之间不存在沿x方向的电场
B．在0－x1之间存在着沿x方向的匀强电场
C．在x1－x2之间存在着沿x方向的匀强电场
D．在x1－x2之间存在着沿x方向的非匀强电场
6．如图6所示，abcd是正方形，将一负电荷q从a点移到b点时，需克服电场力做功W，若将同一负电荷q从a点移到d点，也需克服电场力做功为W，则关于此空间存在的电场可能是
（）
A．方向由a指向c的匀强电场
B．方向由b指向d的匀强电场
C．处于c点的正点电荷产生的
D．处于c点的负点电荷产生的
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空、实验题：本大题共3小题，每小题8分，共24分。
把正确答案填写
在题中横线上或按要求作答。
7．
在两块平行且竖直放置的带等量异种电荷的金属板M、N间。
人教版物理选修3-1 1.6《电势差与电场强度的关系》课件(共24张PPT)
20
3．关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的
说法是（ C ） 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．电势降低的方向必定是场强方向
C．沿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18
21
4.如图所示是一个匀强电场的等势面，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( B )
qd
B E
W Fl cos Fd qEd
W qUAB 得：UAB = Ed
2020/6/18
6
结论：匀强电场中电势差和电场强度的关系：
U AB Ed
两点间的电势差
本节公式1
匀强电场的场强
沿电场线方向的距离
理解：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。
2020/6/18
桥梁的 作用
电场力做功 与路径无关
电场力
F
2020/6/18
电场强度 E
EF q
14
巩固1：公式的综合应用 匀强电场中有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其 中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角．一个电荷量 为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b，静电力做功为W1＝
1.2×10－7 J．求： (1)匀强电场的场强E. (2)电荷从b移到c，静电力做的功W2. (3)a、c两点间的电势差Uac
q
D．E＝ kQ
r2
2020/6/18
19
2．对公式 E UAB 的理解，下列说法正确的是（ D）
d
A．此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差 B．A点和B点距离越大，则这两点的电势差越大 C．公式中的d是指A点和B点之间的距离 D．公式中的d是A、B所在的两个等势面间的垂直距离