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1、第十章静电场中的能量第十章静电场中的能量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课前预习反馈课前预习反馈课内互动探究课内互动探究课堂达标检测课堂达标检测目标体系构建目标体系构建核心素养提升核心素养提升目标体系构建目标体系构建【课程标准】【课程标准】1理解匀强电场中电势差与电场强度的关系，并了解其适用条件理解匀强电场中电势差与电场强度的关系，并了解其适用条件。【素养目标】【素养目标】课前预习反馈课前预习反馈匀强电场中电势差与电场强度的匀强电场中电势差与电场强度的关系关系1关系式关系式UAB_或或E_。2物理意义物理意义匀匀强强电电场场中中两两点点间间的的电电势势差差等等于于_与与这
2、这两两点点_的乘积。的乘积。3适用条件适用条件只适用于只适用于_电场电场。Ed知识点知识点1电场强度电场强度沿沿电场电场方向的距离方向的距离匀强匀强电场强度与电势差关系的另一种电场强度与电势差关系的另一种表述表述1表达式表达式_。2物理意义物理意义在在匀匀强强电电场场中中，电电场场强强度度的的大大小小等等于于两两点点间间的的_与与两两点点沿沿_距离的比值距离的比值。知识点知识点2电势差电势差电场强度方向电场强度方向3单位单位4适用范围适用范围只适用于只适用于_。伏每米伏每米(V/m)匀强电场匀强电场思考辨析思考辨析判一判判一判(1)公式公式UEd适用于所有的电场。适用于所有的电场。()(2)由
3、由UEd可可知知，匀匀强强电电场场中中两两点点的的电电势势差差与与这这两两点点的的距距离离成成正正比比。()(3)沿电场线方向电势降落得最快。沿电场线方向电势降落得最快。()(5)电场强度的两个单位电场强度的两个单位N/C和和V/m是完全等价的。是完全等价的。()(6)匀匀强强电电场场的的电电场场强强度度大大小小等等于于沿沿电电场场方方向向每每单单位位长长度度上上的的电电势势差差值。值。()选一选选一选(2022甘甘肃肃武武威威高高二二期期末末)关关于于电电场场强强度度和和电电势势，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()B由公式由公式UEd可知，任意两点间的可知，任意两点间的U与与E成正比成
4、正比C电场强度为零处，电势不一定为零电场强度为零处，电势不一定为零D无无论论是是正正电电荷荷还还是是负负电电荷荷，当当它它在在电电场场中中移移动动时时，若若电电场场力力做做功，它一定是从电势高处移到电势低处，并且它的电势能一定功，它一定是从电势高处移到电势低处，并且它的电势能一定减少减少C解解析析：电电场场强强度度E由由电电场场本本身身决决定定，与与试试探探电电荷荷的的电电荷荷量量无无关关，与与试试探探电电荷荷的的电电场场力力也也无无关关，故故A错错误误；公公式式UEd在在进进行行定定量量计计算算时时，只只适适用用于于匀匀强强电电场场，故故B错错误误；电电场场强强度度E由由电电场场本本身身决决
5、定定，零零电电势势点点是是任任意意选选取取的的，所所以以电电场场强强度度为为零零处处，电电势势不不一一定定为为零零，故故C正正确确；正正电电荷荷在在电电场场中中移移动动时时，若若电电场场力力做做正正功功，是是从从电电势势高高处处移移到到电电势势低低处处，负负电电荷荷在在电电场场中中移移动动时时，若若电电场场力力做做正正功功，是是从从电电势势低低处处移移到到电电势势高高处处，故故D错误。错误。想一想想一想安安全全用用电电常常识识中中，有有一一个个涉涉及及“跨跨步步电电压压”现现象象的的问问题题，你你知知道道什什么么是是“跨跨步步电电压压”吗吗？如如果果遇遇到到地地面面有有漏漏电电，应应该该如如何
6、何避避免免“跨跨步步电电压压”？解解析析：地地下下电电缆缆漏漏电电、高高压压电电线线断断裂裂后后触触地地等等情情况况，都都会会在在地地面面上上形形成成以以漏漏电电处处为为圆圆心心的的辐辐射射状状电电场场，沿沿电电场场方方向向任任意意两两点点之之间间就就会会有有电电势势差差。若若有有人人处处在在其其中中，在在人人沿沿远远离离漏漏电电处处跨跨步步逃逃离离的的情情况况下下，两两脚脚间间就就有有一一电电压压，即即跨跨步步电电压压，人人就就会会触触电电。人人若若不不动动就就不不会会触触电电，若若要要逃逃离离的的话话，就就要要采采用用袋袋鼠鼠式式走走动动的的方方式式，即即用用跳跳跃跃的的方方式式逃逃离离，
7、就就可可以以避避免免“跨步电压跨步电压”。课内互动探究课内互动探究探究探究如如图图是是初初中中地地理理中中的的等等高高线线图图(图图中中数数字字的的单单位位是是m)，请请同同学学们们结结合下图探究以下几个问题：合下图探究以下几个问题：电势差与差与电场强度的关系度的关系情景导入情景导入(1)小山坡的左边小山坡的左边a和右边和右边b哪一边的地势更陡些？哪一边的地势更陡些？(2)如如果果把把一一个个球球从从山山坡坡左左、右右两两边边滚滚下下(不不考考虑虑摩摩擦擦)，哪哪边边的的加加速速度更大？度更大？(3)现现在在把把图图看看成成是是描描述述电电势势高高低低的的等等势势线线，图图中中数数字字的的单单
8、位位是是V，a和和b哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？提示：提示：(1)b(2)b(3)b，b1匀强电场中电场强度和电势差的关系：匀强电场中电场强度和电势差的关系：(1)定定性性分分析析：电电势势和和电电场场强强度度都都是是描描述述电电场场性性质质的的物物理理量量，都都由由电电场场本本身身决决定定，但但这这两两个个物物理理量量之之间间无无直直接接关关系系，电电场场强强度度是是从从力力的的角角度度描描述述电电场场性性质质的的物物理理量量，是是矢矢量量；而而电电势势则则是是从从能能量量角角度度来来描描述述电电场场性性质的物理量，是标量。但是它们又有着定
9、量的联系质的物理量，是标量。但是它们又有着定量的联系。要点提炼要点提炼2电场强度电场强度E与电势差与电势差U的比较的比较物理量物理量比较内容比较内容电场强度电场强度E电势差电势差U引入意义引入意义描述电场力的性质描述电场力的性质描述电场能的性质描述电场能的性质正负或方向正负或方向是是矢矢量量，正正电电荷荷受受力力方方向向为为E的方向的方向虽虽有有正正负负，但但是是标标量量，正正负表示两点电势高低负表示两点电势高低联系联系(1)对于匀强电场对于匀强电场EU/d(2)U和和E是是描描述述电电场场性性质质的的物物理理量量，大大小小取取决决于于电电场场本本身身，与与F、q、W无关无关3电场强度三个公式
10、的对比电场强度三个公式的对比特别提醒特别提醒典例剖析典例剖析(2022黑黑龙龙江江省省双双鸭鸭山山市市一一中中高高二二上上学学期期月月考考)如如图图所所示示的的匀匀强强电电场场中中，有有a、b、c三三点点，ab5cm，bc12cm，其其中中ab沿沿电电场场线线方方向向，bc和和电电场场线线方方向向成成60角角，一一个个电电荷荷量量为为q4108C的的正正电电荷荷从从a移到移到b电场力做功为电场力做功为W11.2107J。求：。求：(1)匀强电场的电场强度匀强电场的电场强度E。(2)电荷从电荷从b移到移到c，电场力做的功，电场力做的功W2。(3)a、c两点间的电势差两点间的电势差Uac。典题典题
11、1(2)设设b、c两点沿场强方向的距离为两点沿场强方向的距离为d1，UbcEd1，d1bccos60，W2qUbc，得得W2qEbccos60410860121020.5J1.44107J。(3)设电荷从设电荷从a移到移到c电场力做功为电场力做功为W，则，则WW1W2，答案答案：(1)60V/m(2)1.44107J(3)6.6V对点训练对点训练1(2022北北京京高高二二期期末末)如如图图所所示示，匀匀强强电电场场场场强强为为E，A与与B两两点点间的距离为间的距离为d，AB与电场夹角为与电场夹角为，则，则A与与B两点间的电势差为两点间的电势差为()AEdBEdcosCEdsinDEdtan解
12、析：解析：A与与B两点间的电势差为两点间的电势差为UABEdcos，故选，故选B。B探究探究情景导入情景导入要点提炼要点提炼典例剖析典例剖析如如图图所所示示的的实实线线为为电电场场线线，虚虚线线为为等等势势线线，a、b两两点点的的电电势势分分别别为为a50V，b20V，则则a、b连连线线的的中中点点c的的电电势势c应应为为()Ac35VBc35VCc35VD条件不足，无法判断条件不足，无法判断c的范围的范围B典题典题2思思路路引引导导：认认为为c点点是是a、b连连线线的的中中点点，则则c35V，而而错错选选A。出错原因是不明确题中所给电场为非匀强电场；。出错原因是不明确题中所给电场为非匀强电场
13、；此此题题是是讨讨论论电电势势的的降降低低与与电电场场强强度度的的关关系系，而而电电场场强强度度的的大大小小是是通通过过电电场场线线的的疏疏密密表表示示的的，由由此此判判断断bc间间的的电电势势降降低低比比ca间间的的电电势势降降低低慢。因为电场中电势为负值，容易错选慢。因为电场中电势为负值，容易错选C项。项。解析：解析：由图可知，这是一个非匀强电场，且由图可知，这是一个非匀强电场，且EbEa。若若此此电电场场为为匀匀强强电电场场，则则c35V。而而此此电电场场中中EbEcEa，即即从从b到到c的的过过程程中中每每单单位位距距离离上上的的电电势势降降低低要要比比从从c到到a的的过过程程中中每每
14、单单位位距距离上的电势降低慢，故离上的电势降低慢，故c35V，因而选项，因而选项B正确正确。对点训练对点训练2(多多选选)电电场场中中某某区区域域的的电电场场线线分分布布如如图图所所示示。a、b、c是是电电场场中中的的三三个个点点且且abbc，a、b、c点点的的场场强强分分别别为为Ea、Eb、Ec，a、b、c的的点点电电势势分分别别为为：a、b、c，a、b之之间间的的电电势势差差Uab，b、c之之间间的的电电势势差差为为Ubc。在下面的判断中正确的是。在下面的判断中正确的是()AacBb cCUab U UbcbcDUab UbcBD解解析析：沿沿着着电电场场线线电电势势逐逐渐渐降降低低，故故
15、有有abc，故故A错错误误，B正正确确；电电场场线线的的疏疏密密表表示示场场强强的的大大小小，则则有有EabEbc，由由UEd，abbc，可得可得UabUbc，故，故C错误，错误，D正确。正确。核心素养提升核心素养提升在在如如图图点点电电荷荷的的电电场场中中，比比较较A点点与与B点点，C点点与与D点点场场强强大小、电势高低及大小、电势高低及UOA与与UAB、UOC与与UCD的大小。的大小。解解析析：EAEB，AB，UOAUAB；ECED，CD，UOCUCD。案例案例课堂达标检测课堂达标检测1(2022山山东东省省青青州州二二中中)下下列列关关于于匀匀强强电电场场中中电电场场强强度度和和电电势势
16、差差的关系的说法中，正确的是的关系的说法中，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在在任任何何方方向向上上，若若两两点点间间的的距距离离相相等等，则则它它们们之之间间的的电电势势差差就就相等相等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电势降落的方向必定是电场强度的方向方向C解解析析：根根据据公公式式UEd可可知知，两两点点间间的的电电势势差差等等于于场场强强和和这这两两点点间间在在电电场场线线方方向向上上距距离离的的乘乘积积，故故A错错误误；根根据据公公式式UEd可可知知，沿沿电电场场线线方方向向包包括括同同一一直直线线方方向向，距距离离相相同同，电电势势差差相相同同，故故C正正确确，B错错误误；电势降低最快的方向才是电场强度方向，故电势降低最快的方向才是电场强度方向，故D错误。故选错误。故选C。2(多多选选)(2022海海南南高高一一下下期期末末)如如图图所所示示是是一一个个匀匀强强电电场场的的等等势势面面
