高中物理电势差与电场强度的关系备课课件ppt

这是一份高中物理电势差与电场强度的关系备课课件ppt，共60页。
整体感知·自我新知初探
[问题初探]　问题1．公式U＝Ed适用于所有电场吗？问题2．公式U＝Ed中的d指的是什么？
[提示]　问题1．不是，只适用于匀强电场。问题2．公式中的d指的是两点沿电场方向的距离，而不是两点间的距离。
[自我感知]　经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
探究重构·关键能力达成
1．关系：匀强电场中两点间的电势差等于__________与这两点__________________的乘积。2．关系式：UAB＝____。3．适用条件：______电场。
知识点一　匀强电场中电势差与电场强度的关系
4．电场强度的另一种表述(1)内容：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的________与两点________________的距离之比。(2)公式：E＝_______。(3)物理意义：电场强度在数值上等于沿______方向单位距离上降低的______。(4)方向：电场强度的方向就是电势降低______的方向。(5)单位：符号为______。1 ______＝1 N/C。
如图所示的一个匀强电场电场强度大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B 之间的距离为d。现将一个电荷量为q的电荷由A移到B。
问题1．从力和位移的角度计算静电力所做的功；通过A、B间的电势差计算静电力做的功。
提示：WAB＝Fd＝qEd；WAB＝qUAB。
问题2．比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系。
提示：两次做功大小相等；UAB＝Ed。
问题3．B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？
【典例1】　(匀强电场中电势差与电场强度的关系)关于匀强电场中电势差与电场强度的关系，下列说法正确的是(　　)A．电势减小最快的方向，必定是电场强度的方向B．公式UAB＝Ed对匀强电场和非匀强电场都适用C．在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度也必定大D．任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积
A　[电势降低最快的方向，必定是电场强度的方向，故A正确；公式UAB＝Ed只对匀强电场适用，故B错误；在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度不一定大；若两点为沿电场线方向相同距离上的两点，电势差大的其电场强度才必定大，故C错误；任意两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积，故D错误。]
[答案]　(1)60 V　(2)375 V/m　方向平行于ac且由a指向c
实例分析：如图甲所示，在等差等势面中等势面越密的地方电场强度就越大；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Uab4 V 　B．φb2|Wdc|
应用迁移·随堂评估自测
1．如图所示，匀强电场电场强度E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，则UAB的值为(　　)A．－10 VB．10 VC．－1 000 V D．1 000 V
B　[A、B两点电势差UAB＝EdAB＝100×0.1 V＝10 V，故选B。]
2．雷电击中地面或高压输电线掉落到地面时，都会在以落地点为中心的一定区域内的地面上形成一个强电流场，如果有人站在这个区域内，双脚间会存在一定的电势差，叫作“跨步电压”。如图所示，一条电势远高于地面的高压直流输电线掉落在地面上的O点，若O点附近地质结构分布均匀，则地面上以O为圆心的同心圆为一系列的等势线。图中O、A、B、C在同一直线上，BD是过B点圆的切线，AB＝BC＝BD，电线落地时恰好有人单脚着地站在B点，则以下说法正确的是(　　)
A．图中A、B、C三点中，C点电势最高B．地面上电子由O向C定向移动C．为了安全，人应该沿BD方向迈大步快速脱离D．A、B、C、D四点间电势差大小关系为UAB＞UBC＞UBD
D　[电线掉落的O点电势最高，沿着电场线电势逐渐降低，故有φO＞φA＞φB＞φD＞φC，则C点电势最低，故A错误；电子受静电力从低电势向高电势移动形成电流，则地面上电子由C向O定向移动，故B错误；为了安全，人应该单脚跳，就不会在人体形成电势差，而不能迈步走动，故C错误；等势线的密度能够表示电场强度的大小，而AB＝BC，则AB段的电场强度大于BC段的电场强度，由U＝Ed有UAB＞UBC，而φD＞φC，则有UBC＞UBD，故D正确。]
3．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1 m的圆与两坐标轴的交点，已知A、B、D三点的电势分别为φA＝3 V、φB＝－2 V、φD＝8 V，由此可知电场强度的大小为(　　)A．4 V/m B．5 V/m C．6 V/m D．7 V/m
回归本节知识，完成以下问题：1．电场强度与电势差的关系是怎样的？
2．相邻等势面之间的电势差相同时，等势面越密集的地方，电场强度越大还是越小？
3．既然沿电场线方向是电势降落最快的方向，电场线与等势面应存在什么关系？
提示：电场线与等势面处处垂直且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
题组一　匀强电场中电势差与电场强度的关系1．关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是(　　)A．任意两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积B．沿电场线方向上，相同距离上电势降落一定相等C．电势降落的方向一定是电场强度的方向D．电势降落最快的方向不一定是电场强度的方向
课时分层作业(七)　电势差与电场强度的关系
B　[公式UAB＝Ed中的d是沿电场强度的方向上两点间的距离，A错误；沿电场线方向上，相同距离上电势降落相等，B正确；在匀强电场中，沿不同方向电势均可减小，但沿电场强度方向电势降落最快，C、D错误。]
2．如图所示，在E＝400 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d＝2 cm，它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°，则Uab等于(　　)A．－8 VB．－4 VC．8 VD．4 V
B　[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′＝d·cs 60°＝0.01 m，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可知，Uab＝－Ed′＝－4 V，选项B正确。]
3．如图为某匀强电场的等势面分布图(等势面竖直分布)，已知每两个相邻等势面相距 2 cm，则该匀强电场的电场强度大小和方向分别为(　　)A．E＝1 V/m，水平向左B．E＝1 V/m，水平向右C．E＝100 V/m，水平向左D．E＝100 V/m，水平向右
5．如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且AB＝BC。电场中A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系式错误的是(　　)A．φA>φB>φCB．EC>EB>EAC．UABEB>EA，沿着电场线的方向电势越来越低，因此φA>φB>φC；由于AB＝BC，U＝Ed且B、C间平均电场强度较大，因此UAB