电势差与电场强度的关系教案

1 / 5 电势差与电场强度的关系教案 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址 13 7 电势差与电场强度的关系 一、教学目标 1定性掌握电势差与场强的关系。 2定量掌握匀强场中电势差与场强的关系。 二、教学重点、难点 1场强方向 电势降低最快的方向。 2 U=Ed d为沿场强方向两点所在等势面间距离。 三、教学方法：讲授法 四、教具：投影仪、幻灯片 五、教学过程： （一）引入新课 场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的。 那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强场为例来研究。 （二）进行新课 前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越来越低，从图中可以看出沿 AB、 AD、 Ac 方向，电势都在降低，但沿 AB方向距离最短，即降低得最快，而 AB方向即为场强方向，可见场强的方向是指向电势降低最快的方向。 1场强方向是指向电势降低最快的方向。 2 / 5 我们再来研究场强和电势差的数量关系。设 AB间距离为 d，电势差为 U1，场强为 E。把正电荷 q 从 A 点移到 B 时，电场力 qE所做的功为 W=qEd。利用电势差和功的关系，这个功又可求得为 W=qU，比较这两个式子，可得 W=qEd=Uq，即 U=Ed。这就是说，在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。如果不是沿场强方向的呢？例如 AD两点间电势差仍为 U，设 AD间距离 s，与 AB 夹角 ，将正电荷从 A 移动到 D，受电场力方向水平向右，与位移夹角 ，故电场力做功为 W=Eqscos ， scos=d ，所以W=Eqscos=Eqd 。利用电势差和功的关系， W=qU，比较这两个式子可得 U=Escos=Ed 。 d 为 AB两点间距离，也是 AB所在等势面间距离或者可以说是 AD 两点间距离 s 在场强 方向的投影。 2 U=Ed。 U 为两点间电压， E 为场强， d 为两点间距离在场强方向的投影。 3由 U=Ed，得 E=U/d，可得场强的另一个单位： V/m。 1 伏 /米 1 牛 /库 所以场强的两个单位伏 /米，牛 /库是相等的。 注意：此公式只适用于匀强场。 （三）例题精讲 【例 1】匀强电场 E=200N/c， UAc=5V， AB间距离多少？ UAc Ed 3 / 5 m=m 5m 【例 2】匀强电场电场线与 Ac 平行，把 10c 的负电荷从 A移至 B 的电场力，做功 610j ， AB长 6cm，求：（ 1）场强方向；（ 2）设 B 处电势为 1V，则 A 处电势为多少？（ 3）场强为多少？电子在 A 点电势能为多少？ 解（ 1）将负电荷从 A 移至 B，电场力做正功，所以所受电场力方向沿 A 至 c，又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向应为 c 至 A 方向。 （ 2）由 W=qU U=W/q=610j/10c=6V 即 AB两点间电势差为 6V。 沿电场线方向电势降低， B 点电势高于 A 点电势。 U=UB-UA，UB=1V， UA=UB-U， UA=1V-6V=-5V，即 A 点的电势 -5V。 （ 3）由 B 向 Ac做垂线交于 D， D 与 B 在同一等势面上。 U 6V，沿场强方向 AD两点间距离为 6cm 3cm 所以 E 200V/m。 （ 4）电子在 A 点的电势能 E=qU=（ -e） （ -5V） =5eV（注：计算电势能时要带号运算。） 【例 3】一个 10-5c 的电荷从电场外移到电场内一点 A，外力克服电场力做功，则 A 点电势为多少？如果此电荷从电场外移到电场内另一点 B 时，电场力做功是，则 AB 两点间电势差 UAB为多少？如果有另一个电量是的负电荷从 A移到 B，4 / 5 则电场力做正功还是负功，大小是多少？ 解（ 1）正电荷在场外时电势能、电势均为零，从场外移至A 点电场力做负 功，所以电势能增加，即在 A 点正电荷具有的电势能为正， A 点的电势也为正，又因为 W=qUA ，所以UA W/q /10-5c 6102V ， U 0， UA UA-U ， UA 6102V （ 2） W qUAB， UAB W/q /10-5c 2102V 。 （ 3）将 10 5c的正电荷从 A 移至 B 时电场力做正功，如果将负电荷从 A 移到 B，负电荷所受电场力方向与正电荷所受电场力方向相反，电场力对正电荷做正功，对负电荷做功为负，大小为 W=qUAB=2102V=40j （四）课堂练习 见教材 133页练习六（ 1） 、（ 2）、（ 3）题。 （五）布置作业 133页练习六（ 4）、（ 5）、题做在作业本上。 说明： 1学习本节课学生易犯的一个错误是把电势高低与场强大小直接联系起来，认为电场中某点电势高（低）电场强度就大（小）。因此，我们在引入课题时要正确强调讨论电势差和场强的关系，并且在一开始先指出这两个概念的不同之处。