电势差与电场强度关系教案

高二新课电场

要点：理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系．对于公式U＝Ed要知道

推导过程;能够熟练应用U＝Ed解决有关问题．

教学难点：U=Ed及其成立条件；电势与场强无直接关系

考试要求：

课堂设计：本教材重视推理的过程，应该使学生明确地知道公式U=Ed的适用条件：匀强

电场，而且沿着场强的方向．

解决难点：通过两个方面的推理，得出结论，强调它们之间没有直接关系。

学生现状：对电场知识类了解不深，不能灵活运用受力分析比较薄弱。

培养能力：分析综合能力，理解推理能力

一、引入：

出示图片：

分析：场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联

系的．那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强电场Array场为例来研究．

二、电势差和电场强度的关系

问题1：如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力

作用下从A点沿电场方向移动到B点，已知A B两点之间

的距离为d，分析电场强度E与电势差U AB之间有什么关

系？

AB间距离为d，电势差为U AB，场强为E．把正电荷q从A点移到B时，电场力qE 所做的功为W = qEd．利用电势差和功的关系，这个功又

可求得为W = q U AB，比较这两个式子，可得W = qEd=

q U AB，即：

U=Ed

在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势场等于场

强和这两点间距离的乘积．

问：如果不是沿场强方向的呢？（学生可以进行讨论分析）

如图所示设AD两点间电势差仍为U，设AD间距离

s ，与AB 夹角 ，将正电荷从A 移动到D ，受电场力方向水平向右，与位移夹角 ，故电场力做功为W=Eqscosa ，scosa=d ，所以 W=Eqscosa=Eqd,利用电势差和功的关系，W=qU ，比较这两个式子可得U=Escosa=Ed ．d 为AB 两点间距离，也是AB 所在等势面间距离或者可以说是AD 两点间距离s 在场强方向的投影．

关于公式U= Ed 需要说明的是：

1、U 为两点间电压，E 为场强，d 为两点间距离在场强方向的投影．

2、由U= Ed ，得E=U/d ，可得场强的另一个单位： V/m

库牛米

库米牛米库焦米伏/1111/1/1=⋅⋅== 所以场强的两个单位伏／米，牛／库是相等的．注：此公式只适用于匀强场．

三、例题讲解

关于电场强度与等势面

在匀强电场中如图中所示分布着 A 、B 、C 三点．当把一个电量q=10-5C 的正电荷从A 沿AB 线移到B 时，电场力做功为零；从B 移

到C 时，电场力做功为-1.73×10-3J ．试判断该电场的方向，算出场

强的大小。

解析 将电荷由A 移至B 时电场力不做功，说明A 、B 两点在同一

等势面上．又由于是匀强电场，等势面为平面，故AB 面为一等势面．再

由将正电荷由B 移至C 时克服电场力做功可知，C 点电势高于B 点

电势．场强方向如图所示．

由W=qU 得 U BC =-1.73×10-3/10-5（V ）

又由公式E=U/d 可得 E=1000(V/m)

三、教师总结：

场强表示单位电量的电荷所受的电场力，而电场中两点间的电势差表示单位电量的电荷在这两点间移动时电场力所做功的大小，由于力和功是互相联系的，所以场强与电势差之间存在着必然的联系．在非匀强电场中，电势差与场强的关系要复杂的多，但是电场中两点间距离越小时的电势差越大，则该处场强就越大．只能是定性判断。