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(共28张PPT)
第十章 静电场中的能量
第三节 电势差与电场强度的关系
目 录/
1.
学习目标
2.
情景导入
3.
新课讲解
4.
小试牛刀
5.
课堂小结
PART 01
学习目标
学习目标
1.经历探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系的过程，理解关系式的意义
2.能够熟练应用 U=Ed 解决有关问题
3.知道电场强度另一个单位“V/m”的物理意义
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
PART 02
情境导入
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
电场力做功与路径无关
电势
电势差
电场强度
电场力的功
电场力
电势能
？
PART 03
新课讲解
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
思考：电场强度大的地方电势是否一定高呢？反之又如何呢？
A
B
C
D
结论1: E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小)
EA>EB ,φA>φB
EC>ED ,φC<φD
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
思考：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之如何呢？
O点：E=0，φ ≠0
O点：φ =0，E ≠0
结论2: E为零处,φ不一定为零;φ为零处E不一定为零
场强E
与
φ
无直接关系
o
取无穷远处为零电势点
电势与电场强度间并无必然关系
o
电势差与电场强度的关系
思考讨论：如图在场强为E的匀强电场中，将一个带电量为q的正电荷由A点移动到B点，已知A、B之间的电势差UAB，A、B之间的距离为d
d
q
A
B
E
那么，在这一过程电场力做了多少功？有几种表示方法？
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小试牛刀
课堂小结
方法1：根据静电力做功与电势差的关系来计算功：W=qUAB ①
方法2：根据q 所受的静电力来计算功：在匀强电场中静电力 F是恒力 F＝ qE 它所做的功为：W＝Fd＝qEd ②
比较功的两个计算结果①和②，得到UAB ＝ Ed
如果不考虑UAB的正负，把UAB的下标去掉(理解为两点间电压，用U表示)，故有U= Ed。
学习目标
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课堂小结
匀强电场中电势差与电场强度的关系
1．关系式：＝Ed或E＝
(注：公式中d是两点沿电场方向距离)
2．物理意义：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．
3．适用条件：匀强电场．
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
如果 A、B 两点不在同一条电场线上，还能得出以上结论吗？试着进行论证
M
E
A
B

+
q
解：带电量为q的正电荷由A点移动到B点，根据q 所受的静电力来计算功
WAB＝qELcos = qEd（1）
静电力所做的功与A、B两点的电势差的关系： WAB ＝qUAB （2）
仍可证明：UAB ＝ Ed
还可写成：
学习目标
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课堂小结
电场强度与电势差的关系另一表达式
（2）适用条件：匀强电场；不过这一比值在非匀强电场中也有意义，它表示两点间的平均电场强度。
（3）上式不是U=Ed简单的变形，这一变形有丰富的物理内涵。物理意义是在匀强电场中，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的距离之比。也就是说，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。
（1）
单位：N/C或V/m
1 V/m＝1 J/(C·m)＝1N·m/(C·m)＝1 N/C
学习目标
情境导入
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课堂小结
思考讨论1：为什么电场线密的地方等势线也密，电场线稀疏的地方等势线也稀疏？
参考答案：由 知两相邻等势线之间的电势差 U 相同时，电场强度 E 越大的地方，两相邻等势线之间的距离 d 越小，电场强度 E 越小的地方，两相邻等势线之间的距离 d 越大，这就是电场线较密的地方等势线也较密，电场线稀疏的地方等势线也稀疏的原因。
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课堂小结
思考讨论2：有同学认为:“根据 ，若A、B两点在d匀强电场的同一等势面上，由于 ，故电场强度为零” 。谈一下你的看法。
提示：该同学分析错误，当A、B在匀强电场同一等势面上时，两点沿电场方向距离d=0。无法用 直接计算电场强度，E不等于零。
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课堂小结
电势差 电场强度E
定义式
大小
方向
联系
数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时，电场力所做的功
数值上等于单位正电荷受到的电场力
标量、无方向
矢量，规定正电荷在该点所受电场力的方向为正方向
沿电场线方向电势逐渐降低，电势逐渐降低最快的方向是电场线的方向。
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小试牛刀
课堂小结
公式 公式含义 适用范围
电场强度的定义式
任意电场
真空中点电荷电场的场强计算公式
真空中静止点电荷电场
匀强电场的场强的计算公式(为沿场强方向的距离)
匀强电场
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课堂小结
PART 04
小试牛刀
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
1.关于匀强电场中电场强度和电势差的关系，正确的是( )
A.电场强度越大，则任意两点间的电势差也越大
B.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
C.沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等
D.电势降低的方向必定是电场强度的方向
C
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课堂小结
答案：C
解析：A.根据 得 公式中的d为匀强电场中沿电场强度方向的距离。如果某两点在同一等势面，则沿电场强度方向的距离为0，无论电场强度大小，则电势差都为0，A错误；
B.根据 得 公式中的d为匀强电场中沿电场强度方向的距离。不是“两点间的距离”，B错误；
C.根据 得 匀强电场中E处处相同，沿着电场线方向，任何相同距离即d相同，所以电势降低必定相等，C正确；
D.电势降低最快的方向才是电场强度的方向，D错误；
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小试牛刀
课堂小结
2.下列说法中正确的是( )
A. 适用于任何电场
B. 适用于匀强电场
C. 适用于任何电场
D.E是矢量，由 可知，U也是矢量
C
学习目标
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新课讲解
小试牛刀
课堂小结
答案：C
解析：A. 只适用于匀强电场，A错误；
B. 适用于真空中的点电荷形成的电场，B错误；
C. 适用于任何电场，C正确；
D.E是矢量，U是标量，D错误。
学习目标
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新课讲解
小试牛刀
课堂小结
3.如图所示，A、B、C三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径之差相等。A、C两个等势面电势分别为 和 ，则中间B等势面的电势( )
A.一定等于4 V
B.一定低于4 V
C.一定高于4 V
D.无法确定
B
学习目标
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小试牛刀
课堂小结
答案：B
解析：电场线与等势面互相垂直，由图看出，AB段电场线比BC段电场线密，AB段场强较大，根据公式 可知，A、B间电势差 ，大于B、C间电势差 ，即 ，
得到 ，故B正确，ACD错误。
故选：B。
PART 05
课堂小结
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课堂小结
①匀强电场中电势差与电场强度的关系
（1）关系式：
（2）
有正负，但正负不代表方向
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