对于匀强电场

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人教版（）高中物理必修3第10章第3节电势差与电场强度的关系教案

人教版高中物理必修3电势差与电场强度的关系教学设计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。

为什么会出现这样的现象呢？那么，电场强度和电势之间会存在一个什么样关系呢？我们通过什么来建立它们之间的关系？电场强度是试探电荷受到的静电力与它的电荷量的比值：电势是电势能与试探电荷电荷量的比值：φ从这两个定义式可见，两者的共同媒介是试探电荷，那么我们可否通过试探电荷来建立它们之间的关系呢？下面以匀强电场为例讨论它们的关系。

观察图片说出电场线与等势线的关系，并思考为什么会出现这样的现象呢？回顾电场强度和电势的定义温故而知新，通过问题的思考引起学生学习本节的兴趣讲授新课1．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U AB，A、B之间的距离为d那么，在这一过程电场力做了多少功？有几种表示方法？方法1：根据静电力做功与电势差的关系来计算功：W=qU AB （1）方法2：根据q 所受的静电力来计算功：在匀学生思考讨论并在教师的引导下推导电势差与电场强度的关系锻炼学生的逻辑思维能力，培养学生的分析能力和推理能力强电场中静电力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，得到U AB＝Ed如果不考虑U AB的正负，把U AB的下标去掉(理解为两点间电压，用U表示)，故有U= Ed。

（1）U＝EdU：两点间的电势差；E：匀强电场的场强；d：两点沿场强方向的距离（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。

思考讨论：在上面的讨论中，如果A、B 两点不在同一条电场线上，还能得出以上结论吗？请尝试进行论证。

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W AB＝qELcosa= qEd（1）静电力所做的功与A、B两点的电势差的关系：W AB ＝qU AB （2）仍可证明：U AB＝Ed还可写成：2.电场强度与电势差的关系的另一表达式（1）（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。

匀强电场知识点总结

匀强电场知识点总结匀强电场的定义匀强电场是指在一定空间范围内，电场强度大小与方向都保持不变的电场。

在匀强电场中，不同位置的电场强度是相同的，可以用一个标量来描述。

匀强电场是理论物理中的一个抽象模型，但在实际应用中也有一定的参考价值。

匀强电场的特点1. 电场强度大小与方向是均匀不变的。

2. 在匀强电场中，电场强度可以用标量来描述。

3. 在匀强电场中，电场强度和电势之间满足简单的关系。

4. 质点在匀强电场中的运动轨迹是简单的曲线。

匀强电场的描述在匀强电场中，可以用一个标量来描述电场强度，这个标量就是电场强度的大小。

假设匀强电场的电场强度大小为E，则在匀强电场中，电场的大小处处相等，方向处处相同。

匀强电场中的质点电荷受到的电场力与电场强度大小和电荷量q之间的关系为：F=qE。

匀强电场中的电势在匀强电场中，电场强度与电势之间的关系是简单的。

假设匀强电场的电场强度大小为E，则匀强电场中的电势为V=Ed，其中d是距离。

匀强电场中的粒子运动在匀强电场中，质点电荷受到的电场力与电场强度大小和电荷量q之间的关系为：F=qE。

根据牛顿第二定律F=ma，在匀强电场中，带电粒子的运动方程为：ma=qE。

由此可得粒子在匀强电场中的加速度与电场强度和电荷量成正比。

匀强电场中的粒子运动轨迹在匀强电场中，质点电荷的运动轨迹是简单的曲线。

假设匀强电场的电场强度大小为E，质点电荷的电荷量为q，质点电荷在匀强电场中的运动轨迹为：x(t)=x_0+v_0t+\frac{1}{2}\frac{qE}{m}t^2 ，其中x_0是质点电荷在匀强电场中的初始位置，v_0是质点电荷在匀强电场中的初始速度，m是质点电荷的质量。

匀强电场的应用匀强电场是理论物理中的一个抽象模型，但在实际应用中也有一定的参考价值。

比如，匀强电场可以用来描述一些粒子在电场中的运动轨迹，可以用来分析电场中的粒子受力情况，也可以用来设计一些电场加速器等。

匀强电场广泛应用于理论物理研究和实际工程中。

电场知识点归纳总结归纳

电场知识点总结电荷库仑定律一、库仑定律：2212112==r Q Q K F F①适用于真空中点电荷间相互作用的电力②K 为静电力常量229/10×9=C m N K③计算过程中电荷量取绝对值④无论两电荷是否相等：2112=F F ．电场电场强度二、电场强度：q FE =（单位：N/C ，V/m ）①电场力qE F =；点电荷产生的电场2r Q k E=（Q 为产生电场的电荷）；对于匀强电场：d UE =；②电场强度的方向：与正电荷在该点所受电场力方向相同（试探电荷用正电荷）与负电荷在该点所受电场力方向相反③电场强度是电场本身的性质，与试探电荷无关④电场的叠加原理：按平行四边形定则⑤等量同种（异种）电荷连线的中垂线上的电场分布三、电场线1．电场线的作用：①.电场线上各点的切线方向表示该点的场强方向②.对于匀强电场和单个电荷产生的电场，电场线的方向就是场强的方向③电场线的疏密程度表示场强的大小2.电场线的特点：起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处），不相交，不闭合.电势差电势知识点：1．电势差B A AB AB qW U ϕϕ-== 2．电场力做功：)(B A AB AB q qU W ϕϕ-==3．电势：q W U AOAO A==ϕ 4.电势能：ϕεq =（1）对于正电荷，电势越高，电势能越大（2）对于负电荷，电势越低，电势能越大5.电场力做功与电势能变化的关系:ε∆-=电W （1）电场力做正功时，电势能减小（2）电场力做负功时，电势能增加静电平衡等势面知识点：1．等势面（1）同一等势面上移动电荷的时候，电场力不做功.（2）等势面跟电场线（电场强度方向）垂直（3）电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面（4）等差等势面越密的地方，场强越大2.处于静电平衡的导体的特点：（1）内部场强处处为零（2）净电荷只分布在导体外表面（3）电场线跟导体表面垂直电场强度与电势差的关系知识点：1. 公式：d UE =说明：（1）只适用于匀强电场（2）d 为电场中两点沿电场线方向的距离（3）电场线（电场强度）的方向是电势降低最快的方向2．在匀强电场中：如果CD AB //且CD AB =则有CD AB U U =3.由于电场线与等势面垂直，而在匀强电场中，电场线相互平行，所以等势面也相互平行。

场强公式

场强公式：E=F/Q，对于点电荷E=KQ/R^2，对于匀强电场E=U/D D是等势面的距离。

在匀强电场中:E=U/d 若知道一电荷受力大小可用:E=F/q点电荷形成的电场:E=kq/r^2 k为一常数q 为此电荷的电量r为到此电荷的距离可看出:随r的增大，点电荷形成的场强逐渐减小，(点电荷形成的场强与r^2成反比)。

该公式为点电荷场强公式，只适用于点电荷形成的电场，不适用于匀强电场的场强的计算，D错。

式中Q为场源电荷的电荷量，由公式可知，以电荷Q 为圆心，r为半径的各点场强大小都相同，但方向不同，所以场强不相同。

第一，要知道力是物体和物体之间的作用。

所以点电荷本身不会受到自己的电场力。

没有电场力，就没有场强可言。

第二，场强定义是E=F/q(注意q为试验电荷)即有两个电荷的。

所以E=k*Qq/qr^2=k*Q/r^2(q约去)。

而E=k*Q/r^2，r≈0时就是说当试验电荷无限接近点电荷。

那时E 会无限大。

因为这个公式计算的电场是电荷Q产生的电场，所以当然和这个电荷Q有关，不管是球体均匀带电还是球壳均匀带电都和点电荷带电产生的电场(指球外区域)是一样的，两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分。

处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面。

所以用相同的公式。

中
学只记结论，不用证明，要证明在大学用高数。

匀强电场电场力方向

匀强电场电场力方向在物理学中，电场是指由电荷产生的一种力场。

当一个电荷放置在电场中时，它会受到电场力的作用，而电场力的方向与电场场强的方向有关。

我们需要明确什么是匀强电场。

匀强电场是指在一定空间范围内，电场的场强大小保持恒定，方向保持一致。

在匀强电场中，电场力的方向也是始终保持一致的。

在匀强电场中，电场力的方向是由正电荷所受的力决定的。

根据库仑定律，正电荷受到的电场力的方向与电场场强的方向相同，即正电荷会沿着电场线的方向受力。

电场线是垂直于等势面的线，表示电场的方向和强度。

如果我们在匀强电场中放置一个正电荷，它会受到电场力的作用，而这个电场力的方向与电场场强的方向相同。

举个例子来说，假设我们在一个匀强电场中放置一个正电荷，那么它会受到一个向右的电场力。

这是因为电场力的方向与电场场强的方向相同。

同样地，如果我们在匀强电场中放置一个负电荷，那么它会受到一个与电场场强方向相反的电场力。

继续以上面的例子来说，如果我们在匀强电场中放置一个负电荷，那么它会受到一个向左的电场力。

这是因为电场力的方向与电场场强的方向相反。

需要注意的是，电场力的方向是由电荷的正负性决定的，而电场场强的方向是通过电荷的运动轨迹来确定的。

所以在匀强电场中，无论正电荷还是负电荷，它们受到的电场力的方向都是与电场场强的方向一致或者相反的。

总结一下，匀强电场的电场力方向与电场场强的方向相同或者相反。

正电荷受到的电场力方向与电场场强的方向一致，负电荷受到的电场力方向与电场场强的方向相反。

在实际应用中，匀强电场的电场力方向可以用于控制电荷的运动。

例如，在粒子加速器中，通过创建一个匀强电场，可以加速带电粒子，使其具有较高的能量。

在微电子器件中，匀强电场也被用于控制电子的移动，实现信息的传输和处理。

匀强电场中电场力的方向与电场场强的方向有关。

正电荷受到的电场力方向与电场场强的方向一致，负电荷受到的电场力方向与电场场强的方向相反。

了解匀强电场电场力方向的特点，对于理解电场的基本原理和应用具有重要意义。

对“电场线平行的电场是否是匀强电场”的两种证明的思考

对“电场线平行的电场是否是匀强电场”的两种证明的思考作者：蒋轶群来源：《中学物理·高中》2013年第06期对“电场线平行的电场是否是匀强电场”这个问题的讨论，笔者阅读过两种典型的证明.证明一反证法证明了电场线平行的匀强电场一定是匀强电场.设一个电量为+q的电荷在外力的作用下，在如图1所示平行但不均匀的电场中沿虚线路径，从A点出发经过B，D，C最后回到A，由功的定义很容易得出，电场中沿闭合回路一周做功为零，有W=WAB+WBD+WDC+WCA，因为AC和BD是等势线，所以WBD=0，WCA=0.由于电荷在AB段运动时受到的电场力大于在DC段运动时受到的电场力，且AB=DC，所以有WAB>WDC，则可以得到W>0.由此可以发现结论矛盾，所以不可能出现电场线平行但不均匀的情况，也即如果电场线平行就一定均匀，电场就一定是匀强电场.证明二提出在有不同电介质的情况下，电场线平行的电场不一定是匀强电场.如图2所示.即平行板电容器之间的电场可看作匀强电场，设为E0，如果电容器中放入电介质，由于电介质中不是自由电荷，而是束缚电荷，束缚电荷被极化，只能使电介质内部的电场减弱为E1，而不能减小为零.因此将出现如图2所示的电场，电介质内部的电场强度小于其外部电场强度，所以其内部电场线将比其外部稀疏，但是无论内、外的电场线却都是平行的.所以该文作者认为电场线平行的电场也可能不是匀强电场.对于证明一，笔者认为可以从另一个角度去反证.按照事先的假定，如果存在这样一个电场线平行且不均匀的电场，假设AB处的电场线比CD处电场线密集，电场强度是表示电势沿电场方向变化快慢的物理量，电场线密集的地方就表示电场变化快，所以A、C一定不在同一等势线上，B，D也不在同一等势线上.我们可以假定一种简单的情况，即从上往下，电场线越来越稀疏，那么通过A和B的等势线应该如图3所示的EF和GH.而电场线与等势线一定是垂直的，由此可知假设不成立.得结论：电场线平行的电场一定是匀强电场.对于证明二，虽然整个证明过程并无错误，不过对此结论，我认为有不妥之处.笔者主要观点如下：该文作者例举的电场和原文假定的电场有很大的差别，主要在于原文假定的电场中电场线的疏密是一个连续变化的，根本不存在有哪怕很小的一块区域可以让电场线均匀，所以定义这个区域是否是匀强电场必须将整个区域选定为研究对象.而该文例举的电场，电介质内部和外部是两个可以严格区分的区域，对于外部区域而言，外部电场线平行且均匀，是匀强电场，对于内部而言，是另一个平行且均匀的电场，也是匀强电场.这两个电场在空间中并无交错，各自占着各自的空间，所以笔者认为将电容器内部空间当做一个对象来看待，从而得到电场线平行的电场不一定是匀强电场的结论是欠妥的.。

高二物理匀强电场电势差与场强的关系试题答案及解析

高二物理匀强电场电势差与场强的关系试题答案及解析1.（12分）如图所示，一电荷量q=3×10-5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。

电键S闭合后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°。

已知两板相距d=0.1m，电源电动势E=15v，内阻r=0.5Ω，电阻R1=3Ω，R2=R3=R4=8Ω。

g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）电源的输出功率；（2）两板间电场强度大小；（3）带电小球质量。

【答案】（1）28w （2）140v/m （3）【解析】（1）据题意，电阻R2和R3并联后与R1串联，则外电阻为Rw=7Ω，据闭合电路欧姆定律可以计算总电流为：电源输出功率为：（2）电容器与外电阻并联，则电容器电压等于外电压。

即：两极板距离为d=0.1m，则极板内电场强度为：（3）由于小球处于平衡状态，则据平衡条件有：小球质量为：【考点】本题考查闭合电路欧姆定律、电场强度、物体的平衡条件。

2.如图所示，一簇平行线为方向未知的匀强电场的电场线，沿与此平行线成60°角的方向，把一带电荷量为q= -2.0×10-6C的质点从A点移到B点，电场力做功为6.0×10-6J，已知A、B两点间距Ｌ＝2cm。

求匀强电场强度的大小并在图中注明其方向。

【答案】 300v/m；沿电场线斜向下【解析】试题分析: 由粒子带负电且做正功易知电场方向沿电场线斜向下由v又d =Lcos600= 1cm，则E=U/d=3W/1cm=300v/m【考点】电场力做功，匀强电场中电势差和电场强度的关系3.如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该电场场强E的大小和方向分别为A．E=1V/m，水平向左B．E=1V/m，水平向右C．E=100V/m，水平向左D．E=100V/m，水平向右【答案】C【解析】电场线与等势面垂直，且从高点势指向低点势，电场强度的方向水平向左，，C正确，ABD错误。

匀强电场的条件

**匀强电场的条件**在电场理论中，匀强电场是一种非常特殊且重要的电场类型。

匀强电场，顾名思义，是一种场强大小和方向处处相同的电场。

为了更深入地理解这一概念，我们需要探讨匀强电场形成的条件及其主要特点。

一、**匀强电场的条件**1. **场源分布均匀**：匀强电场的产生通常要求场源电荷分布均匀。

例如，无限大的平行金属板在它们之间产生的电场可以近似看作是匀强的，因为金属板上的电荷分布是均匀的。

2. **等势面平行等间距**：在匀强电场中，等势面是相互平行且等间距的。

这些等势面与电场线垂直，提供了电场均匀性的直观表示。

3. **电场线平行等间距**：电场线是描述电场分布的重要工具。

在匀强电场中，电场线是相互平行且等间距的直线，这反映了电场强度和方向的均匀性。

二、**主要特点**1. **场强恒定**：匀强电场的最显著特点是其场强大小和方向在整个空间区域内保持不变。

这意味着无论测试电荷置于电场中的哪个位置，它受到的电场力都是恒定且方向一致的。

2. **势能与电势差**：在匀强电场中，两点间的电势差与这两点沿电场线方向的距离成正比。

这意味着沿任意路径移动电荷时，电场力所做的功仅取决于电荷的初末位置。

3. **实际应用**：匀强电场的概念在物理学和工程学中有广泛应用。

例如，在粒子加速器、电泳和电容器等设备中，匀强电场发挥着关键作用。

总结来说，匀强电场是一种理想化的电场模型，其特点是场强大小和方向处处相同。

要形成匀强电场，通常需要场源电荷分布均匀、等势面平行等间距以及电场线平行等间距等条件。

这些特点使得匀强电场成为理解更复杂电场行为的重要基础。

【技巧】静电场例谈等分法求电场和电势问题

例谈等分法求电场和电势问题江苏江阴市第一中学高中物理组吴俊 214400在教材中，匀强电场中电势差与电场强度的关系单独成节。

在新课标考纲中，该考点为Ⅱ要求，相关内容在新课标以及其他非新课标地区的高考命题中经常出现，为重热点知识，所以本文就等分法求电场和电势进行剖析。

E ＝U d ＝W 电qd，其中d 是沿匀强电场强度方向上的距离。

利用该式结合匀强电场的特点得到以下两个结论。

结论1：在匀强电场中，沿任意一个方向，电势下降都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等。

如果把某两点间的距离平均分为n 段，则每段两端点间的电势差等于原电势差的1/n 。

例1 如图1所示，A 、B 、C 是匀强电场中的等腰直角三角形的三个顶点，已知A 、B 、C 三点的电势分别为φA ＝15V ，φB ＝3V ，φC ＝－3V ，试确定场强的方向，并画出电场线。

图1 图2 解析根据A 、B 、C 三点的电势的特点，在AC 连线上取M 、N 两点，使AM ＝MN ＝NC ，如图2所示，尽管AC 不一定是场强方向，但可以肯定AM 、MN 、NC 在场强方向上的投影长度相等，由U ＝Ed 可知，U AM ＝U MN ＝U NCφA －φC 3＝15－（－3）3V ＝6V 由此可知，φN ＝3V ，φM ＝9V ，B 、N 两点等电势，BN 的连线即为等势线，那么电场线与BN 垂直。

电场强度的方向为电势降低的方向：斜向下。

拓展上述结论对于空间立体类型的问题也适用。

例2 空间有一匀强电场，在电场中建立如图3所示的直角坐标系O —xyz ，M 、N 、P 为电场中的三个点，M 点的坐标为（0，a ，0），N 点的坐标为（a ，0，0），P 点的坐标为（a ，a 2，a 2）。

已知电场方向平行于直线MN ，M 点电势为0，N 点电势为1V ，则P 点的电势为（）A ．22VB ．32VC ．14V D ．34V图3 图4解析根据电场线与等势面的关系，把立体图转化为平面图，如图4所示，因φM＝0，φN＝1V，则φP＝φP′＝φP″＝34V。

已知匀强电场电势分布巧求场强

参考文献：
［１］孙巍巍．高中物理力学知识生活化教学刍谈［Ｊ］．教育，２０１５（５２）：ｌ７．
［２］徐林．新课程理念下高中物理力学概念课有效教学的实践研究［Ｄ］．呼和浩特：内蒙古师范大学，２０１５．
［３］张刚刚．高中物理教学中力学疑难问题调查研究［Ｄ］．兰州：西北师范大学，２０１５．
２０１８年第２５期总第４１０期
也就是两个垂直方向的电场引起的电势差的代数和即为总电势差．
本文试以两道高考题来领略正交分解法的高效性．例１（２０１７·全国卷 Ⅲ第２１题）一匀强电场的方向平行于ｘＯｙ平面，平面内ａ、ｂ、Ｃ三点的位置如图１所示，三点的电势分别为１０Ｖ、ｌ７Ｖ、２６Ｖ．下列说法正确的是（）．Ａ．电场强度的大小为２．５
Ｅ＝Ｅｉ＋Ｅ，，＝Ａｆ＋△ ）
Ｕ＝Ｅ ·，＝Ｅａｘ＋Ｅａｙ＝＋Ｕｙ
收稿日期：２０１８—０３—２５作者简介：邹祥云（１９８８．７一），女，汉，广东省深圳人，中级教师，硕士，从事高中物理教学研究
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数理化解题研究
矢量的求解不仅要考虑其大小，还要考虑其方向，高中物理中涵盖的大量的物理量都是矢量，学生在求解这些矢量性的物理量时首先的方法还是结合该物理量所对应的公式进行计算，往往会忽视该物理量所对应的矢量性质，其实，运用矢量的合成与分解的方法求解对应的物理量是一种非常高效的方法，尤其是应用正交分解的方法研究矢量的合成，无论是动力学和电磁学中应用都非常普遍．

匀强电场电场强度及电势差关系

辅导资料-匀强电场电场强度与电势差的关系1．如图所示，在XOY平面有一个以O为圆心，半径为R的圆，P为圆周上的一点，半径OP与x轴成θ角。

若空间存在沿y轴正方向场强为E的匀强电场,则O、P两点间的电势差U OP可表示为:( )A：θcosERB: θcosER-C：θsinERD: θsinER-12．关于静电场，下列结论普遍成立的是( )A．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关B．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零3．电场中有A、B两点，A点的电势φA=30 V，B点的电势φB=10 V,一个电子由B点运动到A点的过程中，下面几种说法中正确的是（）A.电场力对电子做功20 eV，电子的电势能减少了20 eVB.电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能增加了20 eVC.电场力对电子做功20 eV，电子的电势能增加了20 eVD.电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能减少了20 eV4．如图，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V，则下列说确的是（）A．匀强电场的场强大小为10V/mB．匀强电场的场强大小为3320V/mC．电荷量为1.6×10－19 C的正点电荷从E点移到F点，电荷克服电场力做功为1.6×10－19 JD．电荷量为1.6×10－19 C的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减少4.8×10－19 J 5．如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，30ABC CAB∠=∠=︒，BC=23m。

已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个电荷量q= -1×10-6 C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了1.2×10-5J，由B移到C的过程中电场力做功6×10-6 J，下列说确的是OEPθyx1 / 7A．B、C两点的电势差U BC=3 VB．该电场的场强为1 V/mC．正电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加D．A点的电势低于B点的电势6．如图所示，在一个匀强电场(图中未画出)中有一个四边形ABCD，其中，M为AD的中点，N为BC的中点．一个带正电的粒子从A点移动到B点，电场力做功为W AB=2.0×10-9J；将该粒子从D点移动到C点，电场力做功为W DC=4.0×l0-9J．则以下分析正确的是A．若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功为W MN=3.0×10-9JB．若将该粒子从点M移动到N点，电场力做功W MN有可能大于4.0×l0-9JC．若A、B之间的距离为lcm，粒子的电量为2×10-7C，该电场的场强一定是E=1V/m D．若粒子的电量为2×10-9C，则A、B之间的电势差为1V7．如图所示，一电容为C的平行板电容器，两极板A、B间距离为d，板间电压为U，B 板电势高于A板．两板间有M、N、P三点，MN连线平行于极板，N、P连线垂直于极板，M、P两点间距离为L，∠PMN＝θ.以下说确的是（）A．电容器带电量为CUB．两极板间匀强电场的电场强度大小为θsinLUC．M、P两点间的电势差为dULD．若将带电量为＋q的电荷从M移到P，该电荷的电势能减少了dqULθsin8．匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1 m，D为AB的中点，如图所示。

电势差与电场强度的关系教学设计-2020年秋高中物理人教版(2019)必修三

电势差与电场强度的关系
一、教学内容分析
知道匀强电场中电势差与电场强度的定量关系，了解非匀强电场中电势差与电场强度的定性关系，通过分析电场线和等式面之间的关系，电势差与电场强度的关系，体会科学研究应该从不同角度展开。

电场强度和电势差都是描述电场性质的物理量，两者从不同角度对电场性质进行描述．虽然前者是矢量，后者是标量，但通过静电力做功在两者之间建立了联系．对于一般的电场，学生只要定性了解电势差与电场强度的关系就可以了．对于匀强电场，要求了解它们的定量关系式，即在匀强电场中推导出电场强度与电势差之间的关系式，并通过公式变形，用比值的方法指出电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势．
二、学情分析
学生前面已经学过了电场强度、电场力、电势差以及电场力所做的功，两种求电场力的功的方法学生也相对比较熟悉，本节主要是对公式U AB＝Ed的使用条件以及应用进行探究．本节通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系，在教学中重视启发学生联想，分析物理量之间的关系，要使学生不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确应用结论．
三、教学目标
1. 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．
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．
4. 从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神．
体会自然科学探究中的逻辑美．
四、教学重、难点
教学重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系．教学难点：公式U＝Ed在实际问题中的应用．
教学方法：类比法、推导公式法、讨论法
教具:多媒体
五、教学流程图。

匀强电场分解求电势的公式推导

一、简介匀强电场匀强电场是指在空间中强度大小和方向都相同的电场。

在匀强电场中，电场强度的大小可以用单位正电荷所受到的电场力来表示，而方向则与电场线的方向相同。

匀强电场是物理学中的基本概念之一，对于理解电场的性质和研究电场中的物理现象具有重要的意义。

二、匀强电场中电势的定义在匀强电场中，每个点都有相应的电势。

电势的定义为单位正电荷在电场中所具有的电势能。

即在匀强电场中，电势可以用来表示该点处的电场能量密度。

三、求匀强电场中电势的公式推导在匀强电场中，电场强度大小为E，方向为固定方向。

现需要推导匀强电场中电势的公式。

首先假设匀强电场的方向为x轴正方向，电势为零点的位置为原点。

1. 大小为E的匀强电场中，单位正电荷所受力的大小为E，方向与电场方向相同。

2. 当单位正电荷从A点移动到B点时，电场对其所做的功可表示为W= qEd。

3. 在匀强电场中，电场力对单位正电荷所做的功与单位正电荷从A点到B点的位置变化之积是有关系的。

4. 根据电势的定义，单位正电荷在A点和B点的电势差可表示为ΔV= W/q = Ed。

5. 当位置变化Δx很小时，电势差ΔV可以近似表示为dV = Edx。

6. 由此可得，在匀强电场中，电势V与位置x的关系为V = Ex + C。

7. 根据电势的定义，单位正电荷在原点处的电势为零，所以C = 0。

8. 匀强电场中电势V与位置x的关系可表示为V = Ex。

四、结论根据上述推导可得，匀强电场中电势V与位置x之间的关系为V = Ex，即匀强电场中电势与位置呈线性关系。

这一结果对于理解匀强电场中电势的性质和电势的计算具有重要意义，同时也为匀强电场中的物理现象提供了理论基础。

在匀强电场中，电势V与位置x之间的关系为V = Ex这一结论十分重要，它不仅帮助我们理解了匀强电场中电势的性质，也在实际应用中具有广泛的意义。

接下来，我们将扩展讨论匀强电场中电势的公式推导，以及该结论在电场分析和实际问题中的应用。

电场中的电势差计算

电场中的电势差计算电场是一个物理学中常见的概念，用来描述在空间中存在的电荷之间相互作用的力。

在电场中，电荷会受到电场力的作用，从而产生与电势相关的能量变化。

电势差是电场中描述电势能变化的物理量，它是单位正电荷在电场中所具有的势能。

电势的计算公式为：V = -∫E · dl其中，V表示电势，E表示电场强度，dl表示电场路径的微小位移。

在特定情况下，电势差的计算可以进一步简化。

以下是电场中常见的几种情况及其对应的电势差计算方法。

1. 对于匀强电场（电场强度大小和方向都保持不变）而言，电势差的计算非常简单。

假设电场强度大小为E，电势差为V，电场方向与位移方向保持一致，则电势差的计算公式为：V = -Ed其中，d表示位移的距离。

2. 对于平行板电容器而言，两个平行金属板之间存在一个匀强电场，电势差的计算公式为：V = Ed其中，E表示电场强度大小，d表示两个平行金属板之间的距离。

3. 对于点电荷之间的电势差计算，公式为：V = k × (q1 - q2) / r其中，k是电场常数，q1和q2是两个电荷的大小，r是两个电荷之间的距离。

这些是电场中常见的几种情况下电势差的计算方法。

除此之外，还可以通过电势差的定义公式来计算任意情况下的电势差。

在电场中，电势差的计算是非常重要的，它能够帮助我们理解电场中电势能的分布和能量转化。

所以，我们需要熟练掌握电场中电势差的计算方法。

不过值得注意的是，上述计算方法都是简化后的理论模型，实际应用中会有一些误差和修正因素。

因此，在具体的问题情境中，需要根据实际情况进行调整和修正。

总之，电势差是电场中描述电势能变化的重要物理量。

通过掌握不同情况下的电势差计算方法，我们可以更好地理解电场中的能量转化和分布，从而更好地应用于实际问题中。

匀强电场的名词解释

匀强电场的名词解释电场是物理学中的一个重要概念，指的是在空间中由电荷引起的力的分布。

匀强电场则是电场中的一种特殊情况，它具有一定的性质和特征。

匀强电场是指在空间中电场强度大小和方向相同且保持不变的区域。

这意味着在匀强电场中，电场的作用力在空间中是均匀分布的。

在这种电场中的任意一点处，电场强度的大小都相等，且方向始终相同。

匀强电场可以通过两种方式产生：一是通过两个大而平行的金属平板之间加上电势差，另一种是通过由中心带有电荷的球形导体产生。

在匀强电场中，电荷会受到电场力的作用而发生运动。

根据库仑定律（Coulomb's law），电场力的大小与电荷的大小成正比，与电场强度的大小和电荷的正负性有关。

根据电场力的方向，电荷在匀强电场中将会受到一个恒定的力，力的方向与电场强度的方向相同（正电荷）或相反（负电荷）。

匀强电场的性质使得它在物理学研究和应用中有广泛的用途。

首先，匀强电场可以用于电荷测量。

通过测量在匀强电场中的电荷所受到的力，我们可以计算出电荷的大小和正负性。

这种方法被广泛应用于实验室和工业领域中，例如电子学、电力工程和粒子物理学等。

其次，匀强电场还可以用于粒子加速和电势能的转化。

在粒子物理学中，加速器通常使用匀强电场来加速带电粒子。

通过在匀强电场中连续加速，粒子的动能和速度可以迅速提高，从而达到所需的高能量状态。

此外，匀强电场还可以将电势能转化为动能，当带电粒子从一个电势较高的区域移动到一个电势较低的区域时，它们会受到匀强电场力的加速，将电势能转化为动能。

最后，匀强电场还有助于我们理解电场在物质中的作用。

在材料科学和电子学中，研究电场对材料的影响以及电场在半导体和电路中的应用非常重要。

理解匀强电场是解决电荷在材料中的分布和运动问题的关键，也是电子学元件设计和工艺控制的基础。

在总结匀强电场的名词解释时，我们可以看到匀强电场是一个具有均匀分布电场力的区域。

它对电荷的大小和性质有直接影响，并且在电能转化、粒子加速和材料研究等方面有广泛的应用。

匀强电场电场力方向

匀强电场电场力方向电场是物理学中一个重要的概念，它描述了电荷在空间中产生的一种作用力。

而匀强电场则是在空间中电场的强度大小和方向都保持不变的情况下，产生的电场。

在匀强电场中，电场力的方向与电荷的正负有关。

我们来看正电荷在匀强电场中的受力情况。

在匀强电场中，正电荷会受到一个指向电场方向的力。

这是因为正电荷在电场中会受到电场力的作用，而电场力的方向与电场方向相同。

所以，正电荷在匀强电场中会受到一个指向电场方向的力。

同样地，负电荷在匀强电场中的受力情况也有所不同。

在匀强电场中，负电荷会受到一个指向电场方向相反的力。

这是因为负电荷在电场中同样会受到电场力的作用，而电场力的方向与电场方向相反。

所以，负电荷在匀强电场中会受到一个指向电场方向相反的力。

可以看出，无论是正电荷还是负电荷，在匀强电场中受到的电场力的方向都与电场方向有关。

正电荷受到的电场力与电场方向相同，负电荷受到的电场力与电场方向相反。

在实际应用中，匀强电场的电场力方向常常用来决定电荷的运动方向。

如果一个正电荷放置在匀强电场中，它会受到一个指向电场方向的力，因此会受到加速。

而如果一个负电荷放置在匀强电场中，它会受到一个指向电场方向相反的力，因此会受到减速。

除了单个电荷的受力情况，多个电荷在匀强电场中的受力情况也是值得研究的。

根据库仑定律，不同电荷之间会相互产生电场力。

在匀强电场中，多个电荷受到的电场力的方向和大小都取决于电荷之间的相对位置和正负。

总结一下，在匀强电场中，电场力的方向与电荷的正负有关。

正电荷受到的电场力与电场方向相同，负电荷受到的电场力与电场方向相反。

这一点在单个电荷和多个电荷的受力情况中都是适用的。

对于电荷的运动方向和加速度的研究，匀强电场的电场力方向起到了重要的作用。

匀强电场中电场力的方向与电荷的正负有关。

正电荷受到的电场力与电场方向相同，负电荷受到的电场力与电场方向相反。

这一点在单个电荷和多个电荷的受力情况中都是适用的。

匀强电场的电场力方向对于电荷的运动方向和加速度起到了重要的作用。

匀强电场中电场力

匀强电场中电场力【实用版】目录1.匀强电场的概念与特点2.匀强电场中的电场力3.匀强电场中电场力的计算方法4.匀强电场中电场力的应用正文一、匀强电场的概念与特点匀强电场（uniform electric field）是指在某个区域内各处场强（field intensity）大小相等，方向相同的电场。

在匀强电场中，力处处相等，加速度也处处相等。

匀强电场是高中物理中最常见且最重要的一种电场，深入理解匀强电场有助于我们更好地掌握电场的基本性质和相关规律。

二、匀强电场中的电场力在匀强电场中，带电粒子所受到的电力（electric force）即为电场力（F），其计算公式为：F = qE其中，F 表示电场力，q 表示带电粒子的电荷量，E 表示匀强电场的场强。

电场力的方向与带电粒子的电荷性质有关，对于正电荷，电场力方向与电场方向相同；对于负电荷，电场力方向与电场方向相反。

三、匀强电场中电场力的计算方法在匀强电场中，电场力的计算可以采用以下步骤：1.确定带电粒子的电荷量（q）和匀强电场的场强（E）；2.利用公式 F = qE 计算电场力；3.根据需要，计算带电粒子在匀强电场中的运动情况，如加速度、速度等。

四、匀强电场中电场力的应用匀强电场中电场力的应用广泛，以下是一些常见的应用场景：1.电场力用于带电粒子的运动分析。

在匀强电场中，带电粒子受到的电场力是恒定的，可以通过计算电场力来分析带电粒子的运动轨迹、速度、加速度等；2.电场力用于电场中的能量转换。

在匀强电场中，带电粒子受到的电场力可以对其进行功，从而实现电能与其他形式能量的转换；3.电场力用于静电场的模拟与研究。

在实验室中，可以通过建立匀强电场来模拟静电场，从而进行电场性质的研究。

总之，匀强电场中的电场力在电场分析、能量转换和静电场研究等方面具有重要意义。

匀强电场场强公式

匀强电场场强公式匀强电场是指电场在空间中场强大小和方向都保持恒定的情况。

在匀强电场中，可以通过一条直线上的两个点之间的电势差来计算场强的大小。

场强的定义是指单位正电荷在电场中受到的力的大小。

在匀强电场中，场强与电势差之间存在以下关系式：E = ΔV / d其中，E代表场强，ΔV代表电势差，d代表两个点之间的距离。

该公式基于电场力的定义，即F = qE，其中F表示电场力，q表示电荷量，E表示场强。

根据单位正电荷在电场中受到的力等于电势差的定义，可以推导出上述的匀强电场场强公式。

这个公式的应用范围非常广泛。

在电场力的计算中，我们往往使用场强公式来求解。

例如，在一个匀强电场中，如果我们知道两个点之间的电势差和距离，就可以通过该公式来计算场强的大小。

另外，根据场强的定义，我们也可以得到从一个点到另一个点的电势差公式：ΔV = Ed这个公式可以用来计算电场中两个点之间的电势差，其中ΔV表示电势差，E表示场强，d表示两个点之间的距离。

需要注意的是，场强的方向与电势差的方向相同。

这是因为电势差是指从一个点到另一个点的电势差，而场强是单位正电荷在电场中受到的力的方向。

所以，场强的方向与电势差的方向应当一致。

值得注意的是，匀强电场场强公式只适用于匀强电场，对于非匀强电场，该公式不适用。

在非匀强电场中，场强的大小和方向会随着位置的不同而变化，不能用一个简单的公式来表示。

在工程和物理学中，匀强电场场强公式被广泛应用。

例如，电场的建模和分析，计算电势差和电势能的变化等都离不开该公式的应用。

同时，匀强电场场强公式也是电场中基础的关系之一，对于深入理解电场和电场力的行为有着重要的意义。

总结起来，匀强电场场强公式是用来计算匀强电场中场强大小的公式，它基于单位正电荷在电场中受到的力等于电势差的定义。

该公式在电场的建模和分析中起着重要的作用，并且是理解电场和电场力行为的基础之一。

了解和掌握匀强电场场强公式的应用，对于深入理解电场和电场力的行为有着重要的意义。

匀强电场的特点

匀强电场的特点强电场是指电场的电场强度非常大的情况。

电场强度是描述电场在空间中的强弱程度的物理量，它表示单位正电荷在电场中所受到的力的大小。

强电场的特点可以从以下几个方面进行解释：1. 力的作用范围广泛：强电场的电场强度非常大，因此它能够对周围的电荷产生很大的作用力。

在强电场中，电荷之间的相互作用非常显著，即使是远离电场源的电荷，也能够感受到电场的作用力。

这使得强电场的作用范围广泛，不仅仅局限于电场源附近。

2. 电场强度方向明确：电场强度的方向与电场源的性质有关，强电场中的电场强度方向明确。

例如，正电荷产生的电场强度的方向指向远离电荷的方向，负电荷产生的电场强度的方向指向靠近电荷的方向。

强电场中电场强度方向的明确性使得电荷在电场中受力的方向也明确。

3. 电场强度均匀分布：在某些情况下，强电场可以均匀地分布在整个空间中。

这种情况下，电场强度在空间中的各个位置上都具有相同的大小和方向。

在这种情况下，电场强度的分布呈现出一种均匀的特点，被称为均匀强电场。

均匀强电场可以应用于一些实际问题中，例如粒子的加速器、电子束流的聚焦等。

4. 对电荷的作用力强烈：由于强电场的电场强度非常大，因此它能够对周围的电荷产生很大的作用力。

在强电场中，电荷受到的力的大小与电场强度成正比，即电场强度越大，作用力也越大。

这使得强电场能够产生很大的力，对电荷产生显著的加速和偏转作用。

5. 强电场的能量密度高：电场是带有能量的，而电场的能量密度是描述单位体积内电场能量的大小。

在强电场中，电场能量密度非常高，因为电场强度很大。

强电场的高能量密度使得它能够对周围的物质产生显著的影响，例如使电荷受力、产生电流、产生放电等。

强电场具有力的作用范围广泛、电场强度方向明确、电场强度均匀分布、对电荷的作用力强烈和能量密度高等特点。

强电场的研究具有重要的理论和实际意义，对于理解和应用电场的性质和行为具有重要的指导作用。

强电场广泛应用于电子学、粒子物理学、等离子体物理学等领域，对于推动科学技术的发展起着重要的作用。

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