人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系备课课件ppt

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3．电势差与电场强度的关系
第1课时　电势差与场强的基本关系
1．关系式UAB＝____________或E＝_________。2．物理意义匀强电场中两点间的电势差等于__________________与这两点______________________________的乘积。3．适用条件只适用于____________电场。
『判一判』(1)公式U＝Ed适用于所有的电场。(　 　)(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)沿电场线方向电势降落得最快。(　 　)
1．表达式_______________。2．物理意义在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_______________与两点沿________________________距离的比值。
解析：电场强度E由电场本身决定，与试探电荷的电荷量无关，与试探电荷的电场力也无关，故A错误；公式U＝Ed在进行定量计算时，只适用于匀强电场，故B错误；电场强度E由电场本身决定，零电势点是任意选取的，所以电场强度为零处，电势不一定为零，故C正确；正电荷在电场中移动时，若电场力做正功，是从电势高处移到电势低处，负电荷在电场中移动时，若电场力做正功，是从电势低处移到电势高处，故D错误。
『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“跨步电压”吗？如果遇到地面有漏电，应该如何避免“跨步电压”？
解析：地下电缆漏电、高压电线断裂后触地等情况，都会在地面上形成以漏电处为圆心的辐射状电场，沿电场方向任意两点之间就会有电势差。若有人处在其中，在人沿远离漏电处跨步逃离的情况下，两脚间就有一电压，即跨步电压，人就会触电。人若不动就不会触电，若要逃离的话，就要采用袋鼠式走动的方式，即用跳跃的方式逃离，就可以避免“跨步电压”。
电势差与电场强度的关系
典例剖析 　(2023·黑龙江省双鸭山市一中高二上学期月考)如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，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＝4×10－8 C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10－7 J。求：(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；(3)a、c两点间的电势差Uac。
答案：(1)60 V/m　(2)1.44×10－7 J　(3)6.6 V
如图所示，MN两板间存在匀强电场，场强E＝300 V/m，方向竖直向上。电场中A、B两点相距10 cm，AB连线与电场方向夹角为θ＝60°，A点和M板相距2 cm，求：(1)A、B两点间的电势差大小；(2)M板接地(电势为0)时，A点电势φA；(3)将点电荷q＝＋4×10－8 C从A移到B，电场力做的功。答案：(1)15 V　(2)－6 V　(3)6×10－7 J
解析：(1)A、B两点间的电势差为UAB＝EdABcs θ＝300×0.1×0.5 V＝15 V。(2)A点的电势等于A点与M板的电势差，故φA＝－UMA＝－EdMA＝－300×0.02 V＝－6 V。(3)将点电荷q＝＋4×10－8 C从A移到B，电场力做的功W＝UABq＝15×4×10－8 J＝6×10－7 J。
典例剖析 　(多选)(2023·黑龙江牡丹江三中高二上月考)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2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是(　 　)A．水平向左　　　　　B．水平向右C．E＝ 100 V/mD．E＝200 V/m
(2022·天津第二南开中学高二上阶段检测)如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa＝－10 V，φc＝10 V，则a、c连线的中点b的电势φb(　 　)A．小于0B．等于0C．大于0D．等于20 V
(多选)(2023·四川眉山高二上月考)如图所示是某电场中的三条电场线，C点是A、B连线的中点。已知A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝－20 V，则下列说法正确的是(　 　)A．C点的电势φC>5 VB．C点的电势φC<5 VC．负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
在如图点电荷的电场中，比较A点与B点，C点与D点场强大小、电势高低及UOA与UAB、UOC与UCD的大小。解析：EA>EB，φA>φB，UOA>UAB；EC>ED，φC<φD，|UOC|>|UCD|。答案：见解析
一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1．(2023·山东省青州二中)下列关于匀强电场中电场强度和电势差的关系的说法中，正确的是(　 　)A．任意两点之间的电势差，等于电场强度和这两点间距离的乘积B．在任何方向上，若两点间的距离相等，则它们之间的电势差就相等C．沿着电场线方向，任何相等距离上的电势降低量必定相等D．电势降落的方向必定是电场强度的方向
解析：根据公式U＝Ed可知，两点间的电势差等于场强和这两点间在电场线方向上距离的乘积，故A错误；根据公式U＝Ed可知，沿电场线方向或者同一直线方向，距离相同，电势差相同，故C正确，B错误；电势降低最快的方向才是电场强度方向，故D错误。故选C。
2．(2022·北京高二期末)如图所示，匀强电场场强为E，A与B两点间的距离为d，AB与电场夹角为α，则A与B两点间的电势差为(　 　)A．Ed　　　　　　　B．Edcs αC．Edsin αD．Edtan α解析：A与B两点间的电势差为UAB＝E·dcs α，故选B。
二、电场强度与电势差关系的另一种表述3．(多选)(2023·安徽蚌埠高二期末)某次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km，一次短时闪电过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪电持续时间约为6×10－5 s。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是(　 　)A．闪电电流的平均值约为1×105 AB．闪电电流的平均值约为1×104 AC．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD．闪电前云地间的电场强度约为1×1012 V/m
4．(多选)电场中某区域的电场线分布如图所示。a、b、c是电场中的三个点且ab＝bc，a、b、c点的场强分别为Ea、Eb、Ec，a、b、c的点电势分别为：φa、φb、φc，a、b之间的电势差Uab，b、c之间的电势差为Ubc。在下面的判断中正确的是(　 　)A．φa <φcB．φb > φcC．Uab > UbcD．Uab < Ubc