10.3 电势差和电场强度的关系
【物理核心素养】
物理观念：通过试探电荷在匀强电场中做功从而建立电场强度与电势差的关系。
科学思维：通过推导电场强度与电势差的关系，培养学生的分析能力和推理能力。
科学探究：在教师的引导下通过学生的推导电场强度与电势差的关系，使学生掌握U=Ed和E=U/d的物理意义。
科学态度与责任：通过从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系，使学生在遇到具体问题时要注意分析，不要武断地下结论，使学生养成多角度多方面看问题的学习品质。
【教学重难点】
教学重点
U=Ed及其成立条件。
教学难点
电场强度的大小为什么等于两点间的电势差与这两点沿电场方向的距离的比值问题。
知识点一、匀强电场中电势差与电场强度的关系
1．两个关系式：
（1）U＝Ed，由该式可知：在匀强电场中，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．
（2）E＝dU，由该式可知：
①在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场强度方向距离之比．
②电场强度的另一种表述：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．
③电场强度的另一个单位：由E＝dU可导出电场强度的另一个单位，即伏每米，符号为V/m。1 V/m＝1 N/C.
2．式U＝Ed、E＝dU中各字母的物理意义：
U匀强电场中两点的电势差的绝对值，E是匀强电场的电场强度的大小，d是匀强电场中这两点在电场强度方向上的距离或是匀强电场中过这两点的等势面间的距离。 3．公式U＝Ed、E＝dU的适用条件都是匀强电场．
5．说明：
（1）应用公式U＝Ed、E＝dU计算出来的U是电势差的绝对值，计算出来的E只是电场强度的大小。
（2）Ｕ的正负号、E的方向可用下列知识判断
沿着电场线方向（电场强度方向 ）电势越来越低；电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向．
6．三个电场强度公式的比较
公式 物理含义 适用范围
电场强度大小的定义式 适用于一电场
高一物理必修一二所有公式
以下是高一物理必修一二所有公式：
力学部分：
1. 加速度公式：a = (v2 - v1) / t
2. 牛顿第二定律：F = ma
3. 动能公式：Ek = 1/2mv2
4. 势能公式：Ep = mgh
5. 动量定理：FΔt = mΔv
6. 弹性势能公式：Ee = 1/2kx2
7. 周期公式：T = 2π√(l/g)
8. 引力公式：F = Gm1m2/d2
9. 圆周运动速度公式：v = 2πr/T
10. 圆周运动加速度公式：a = v2/r
11. 圆周运动角速度公式：ω = 2π/T
12. 圆周运动角加速度公式：α = ω2r
13. 原动力学定理：W = ΔEk
14. 功率公式：P = W/t
15. 机械能守恒定律：Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
光学部分：
1. 光速公式：c = λν
2. 焦距公式：1/f = 1/do + 1/di
3. 透镜公式：1/f = (n - 1)(1/R1 - 1/R2)
4. 三角形像公式：α/β = s1 / s2 = h1 / h2
5. 光程差公式：ΔL = n1d1 + n2d2
6. 斯涅尔定律：n1sinθ1 = n2sinθ2
7. 杨氏实验公式：d(sinθ) = mλ
8. 光电效应公式：E = hν - φ
9. 波长公式：λ = h/p
10. 能量守恒公式：Ep + Ek = hc/λ
11. 像距公式：1/o + 1/i = 1/f
12. 放大率公式：m = -di/do
热学部分：
1. 热量公式：Q = mcΔθ
2. 热传导公式：Q/t = kA(ΔT / d)
3. 热平衡公式：m1c1ΔT1 + m2c2ΔT2 = 0
4. 热力学第一定律：ΔU = Q - W
5. 绝热过程公式：PVγ = 常数
6. 热机效率公式：η = (W/Qh) x 100%
高一物理《电势差与电场强度的关系》知识点总结
一、匀强电场中电势差与电场强度的关系
1．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．
2．公式：UAB＝Ed.
二、公式E＝UABd的意义
1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与这两点沿电场强度方向的距离之比．
2．电场强度的另一种表述：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．
3．电场强度的另一个单位：由E＝UABd可导出电场强度的另一个单位，即伏每米，符号为V/m.
1 V/m＝1 N/C.
三、电势差与电场强度的关系的理解
1．公式E＝UABd及UAB＝Ed的适用条件都是匀强电场．
2．由E＝Ud可知，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．式中d不是两点间的距离，而是沿电场方向的距离．
3．电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向．
4．电场强度与电势都是用比值定义的物理量，它们都仅由电场本身性质决定，根据公式E＝UABd不能得出电场强度和电势有直接关系，即电场强度大的点电势不一定高，电势高的点电场强度不一定大．
5. 在应用关系式UAB＝Ed时可简化为U＝Ed，即只把电势差大小、电场强度大小通过公式联系起来，电势差的正负、电场强度的方向可根据题意另作判断．
五、电势差的三种求解方法
(1)应用定义式UAB＝φA－φB来求解．
(2)应用关系式UAB＝WABq来求解．
(3)应用关系式UAB＝Ed(匀强电场)来求解．
物理高二下册电势差与电场强度的关系复习知识点
要点一 公式U=Ed的适用范围和电场强度表达式的对比
公式U=Ed虽然是由匀强电场导出来的，但该结论具有普遍意义，虽然该公式普通只适用于匀强电场的计算，但对其他非匀强电场亦可用于定性判别.下表是电场强度的三个公式对比：
公式 区别物理含义引入进程适用
范围
E=Fq
是电场强度大小的定义式Fq，E与F、q有关，反映的是电场的性质任何电场
E=kQr2
是真空中点电荷场强的决议式由E=Fq和库仑定律导出点电荷形
成的电场
E=Ud
是匀强电场中场强的决议式由F=qE和W=qU导出匀强电场
要点二 公式E=U/d的了解和如何把公式运用到非匀强电场中
1.公式E=Ud反映了匀强电场中电场强度与电势差之间的关系,高中化学，由公式可知，电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向. 2.公式中d可了解为电场中两等势面之间的距离，由此可得出一个结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等.
3.关于非匀强电场，用公式E=Ud可以定性剖析某些效果.例如E越大处，等差等势面距离d越小.因此可以判定，等势面越密的中央电场强度也越大.
4.E=Ud适用于匀强电场的计算，但关于某些非匀强电场效果，有时也可以停止定性地剖析.
