高中物理1_6电势差与电场强度的关系教学案无答案新人教选修3_1

1.61.6 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 班级： 姓名： 组号： 一、教学目标一、教学目标 1.知道在匀强电场中，两点的电势差等于场强与沿电场强度方向两点间的距离 d 的乘积，即 U=Ed. 2. 知道在匀强电场中，电场强度的大小等于沿电场强度方向单位距离上的电势差，即 E=U/d. 3.知道电场强度的单位 V/m 与 N/C 是相等的. 4.知道电势与电场无直接关系. 教学重点：教学重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系 教学难点：教学难点：电势差与电场强度的关系在实际问题中应用。 二、预习导学二、预习导学 1、匀强电场中电势差 U 和电场强度 E 的关系式为 U= 2、说明 （1）U=Ed 只适用匀强电场的计算，对非匀强场可以用来定性分析，如非匀强电场中各相邻的等势 面的电势差一定时，E 越大处，d ，即等势而越 （2）式中 d 的含义是某两点 距离或两点所在等势面间的距离。由此可知 电场强度的方向是电势降落最 的方向。 （3）匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落 三、问题引领，知识探究三、问题引领，知识探究 问题问题 1.1.本节以什么电场为例讨论电场强度和电势差的关系？ 问题问题 2 2.在推导 U 与 E 的关系中用到的相关知识有哪些？ 问题问题 3.3.你认为课本中加着重号的那段话哪部分值得深究？ 问题问题 4 4.电势与电场有必然的大小关系吗？ 例题例题 1.1. 如图所示，在场强为E4.0103 N/C 的匀强电场中有相距 5.cm 的A、B两点，两点连线 与场强成 30角.求A、B两点间的电势差. 解析：A、B连线不沿场强方向，不能直接用公式U计算A、B两点间的电势差.根据匀强 电场的等势面是与场强方向垂直的平面这一性质，可过B点作一等势面，在等势面上找一点B， 使A、B的连线沿场强方向，求 BA U 即可. 过B点作一垂直于电场线的平面即等势面， 过A点作电场线的平行线，二者交于B点， 如图，显然 BAABBB UUUU ,. 2 3 05 . 0 100 . 430cos 3 ABEBAEUAB N/C=1.7102 N/C 说明：用本节的两个公式解题一定要注意适用条件，还要注意必须使用国际单位.通过此题可 以看出场强方向是电势降落最快的方向，即是通过相同距离电势降落最大的方向.这个结论对非匀 强电场也成立. 变式练习变式练习 1. 课本 118 页练习六第（2）题. 例题例题 2.2. 图中 ，A、B、C三点都在匀强电场中，已知ACBC，ABC=60， BC20 cm.把一个电量q=105 C 的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B 移到C，电场力做功为1.73103 J，则该匀强电场的场强大小和方向是（ ） A.865 V/m，垂直AC向左 B.865 V/m，垂直AC向右 C.1000 V/m，垂直AB斜向上 D.1000 V/m，垂直AB 斜向下 解析：把电荷q从A移到B电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上.因该电场为匀强电 场，等势面应为平面，故图中直线AB即为等势线，场强方向应垂直于等势面，可见，选项 A、B 不 正确. 5 3 10 1073 . 1 q W U BC BC V=173 V，B点电势比C点低 173 V，因电场线指向电势降低的 方向，所以场强方向必垂直于AB斜向下 .场强大小 60sinBC U d U E= 2 3 2 . 0 173 V/m=1000 V/m.选项 D 正确. 说明：本题涉及到较多的知识点，如电场线、等势面、电场力的功、电势差、场强与电势差的 关系，等等.解题时要把握准特点，如等势面的特点：在等势面上移动电荷不做功、匀强电场的等 势面是一族平面、电场线与等势面垂直等；搞清楚关系，如电场线与等势面的关系、场强与电势差 的关系、电场力的功与电势差的关系等.对这些知识及其内在联系的学习和理解，是解决复杂问题 的基础. 变式练习变式练习 2.课本 118 页练习六第（3）题. 四、目标检测四、目标检测 1.匀强电场中电势差与电场强度的关系：沿场强方向的两点间的电势差等于 即U ，上式可以改写成E . 它表明：在匀强电场中，场强在数值上等于 . 2.如图所示已知一匀强电场中任意两点 AB 的距离为 l， AB 连线 与电场线的夹角为，AB间的电势差为U，则 E= . 3.3. 电场强度的单位： 或 ，两者有 关系. 4. 电势为零处场强就为零吗?电势越高场强就越大吗? 五、分层配五、分层配餐餐 一、一、A A 组题（基础题）组题（基础题） 1.课本 118 页练习六第（1）题. 2.课本 118 页练习六第（4）题. 3.沿着电场线方向（ ） A.电场强度一定越来越大 B.在电场力作用下，带电粒子一定沿着电场线方向运动 C.两点之间的距离越大，则这两点之间的电势差一定越大 D.负电荷沿着电场线方向移动时，电势能一定越来越大 二、二、B B 组题（巩固题）组题（巩固题） 1. 关于场强和电势的下列说法中，正确的是（ ） A.在电场中a、b两点间移送电荷的过程中，电场力始终不做功，则电荷所经过路径上的各点的场 强一定为零 B.电场强度的方向就是电势降落最快的方向 C.两个等量同种电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低，场强越 来越小 D.两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线上各点的电势均相等，而连线的中点场强最大， 沿中垂线向外，场强越来越小 2. 对两个电量均为+q的点电荷连线中点O和中垂线上某点P正确的关系是（ ） A.U0Up,E0Ep B.U0Up,E0Ep C.将正电荷从o点移至p点，电场力做正功 D.将正电荷从 o 点移至p点，电场力做负功 3. 对于公式E=U/d的说法中，正确的是 （ ） A.它适用于任何电场 B.在匀强电场中，场强的数值等于每单位距离上降低的电势 C.场强的另一单位伏/米，适用于任何电场 D.只要测出两点的电势差和两点的距离，即可算出电场强度 4. 如图所示，将两个带等量异性电的点电荷，分别置于A、B两点，CD是AB连线的垂直平分线， O为其垂足，AB线上M、N两点分别与O点等距.CD线上S、T 两点分别与O点等距.若定无限远处电势为零，下面说法正确 的是（ ） A.M、N两点比较，场强EM=EN，方向相同；电势M=N0 B.S、T两点比较，场强S=ET,方向相同，电势S=T=0 C.若M、N、S、T四点与O点均等距，则场强EM=EN=ES=ET，且方向相同 D.电势差USM=UNT，且均为负值 三、三、C C 组题（提高题）组题（提高题） 1.课本 118 页练习六第（5）题. 2. 如图，在场强为E的匀强电场中，有一个带电量为q的负电荷，从A 点移到B点，设AB连线与电场线平行，AB间距离为