河北地区高中物理第一章静电场1.6电势差与电场强度的关系学案无解答新人教选修.docx

1.6 电势差与电场强度的关系【学习目标】1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed,并且能够推导出这个关系式。2.会用关系式U=Ed进行有关的计算。3.知道电场强度的两种单位是相同的。【知识导学】1.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,即UAB=Ed。2.由关系式E= 可以看出,在匀强电场中,电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场方向距离的比值,也就是说,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。 3.电场强度的单位可以写作牛/库(N/C)或者伏/米(V/m),两种单位是相同的。【三“点”探究】主题1:匀强电场中电势差与电场强度的关系在电场强度为E的匀强电场中,有一带电荷量为+q的粒子在静电力的作用下由A点移到B点。(1)试就下面两种情况推导公式UAB=Ed。A、B两点位于同一条电场线上,如图甲所示。A、B两点不在同一条电场线上, A、B两点间的电势差为UAB,距离为L,AB与电场E的方向间的夹角为,如图乙所示。(2)请结合图丙思考:沿AB、AC、AD三个方向的电势都是降落的,三个电势降落方向中,沿哪个方向的电势降落得最快?电势降落最快的方向与电场方向具有怎样的关系?(3)阅读教材中后一个“思考与讨论”后,请证明:1 V/m=1 N/C。 主题2:电场强度的三个计算公式的比较运用E=、E=k、E=三个公式都可以求电场强度,它们之间有什么区别?应用时要注意哪些问题? 主题3:探究非匀强电场中电势差与电场强度的关系如图甲所示,以点电荷+Q为圆心(球心)画同心圆(同心球面),其半径之比为123。(1)甲图中A、B两点间的电势差与B、C两点间的电势差是否相等?说明理由。(2)在图甲中,如果允许A、B、C三点在电场线上移动,并且要求UAB=UBC,你能判断线段AB与线段BC的大小关系吗?说明理由。(3)在图乙中两相邻的同心圆之间的电势差相等,丙图表示电势降落的情况,看图说一说电势在哪些地方降落得快,哪些地方降落得慢。【知识运用】1.下列公式中,既适用于点电荷产生的静电场,也适用于匀强电场的有( )。电场强度E= 电场强度E= 电场强度E= 静电力做功W=UqA. B. C. D.2.下列关于匀强电场的结论正确的是( )。A.公式E=也适用于匀强电场B.根据U=Ed可知,任意两点的电势差与这两点的距离成正比C.匀强电场的电场强度值等于沿电场强度方向每单位长度上的电势差值D.匀强电场的电场强度方向总是跟电荷所受静电力的方向一致3.如图所示,匀强电场的电场强度E=100 V/m,A、B两点相距10 cm,A、B两点的连线与电场线方向的夹角为60,则UBA的值为( )。A.-10 VB.10 VC.-5 VD.-5 V4.图示是一个匀强电场的等势面,每两个相邻等势面相距2 cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是( )。A.竖直向下,E=100 V/mB.水平向左,E=100 V/mC.水平向左,E=200 V/mD.水平向右,E=200 V/m【拓展提升】拓展一、公式U=Ed或E=的应用1.图示中A、B、C三点都在匀强电场中,已知ACBC,ABC=60,BC=20 cm。把一个电荷量q=110-5 C的正电荷从A点移到B点,静电力做的功为零;从B点移到C点,静电力做的功为-1.7310-3 J,则该匀强电场的电场强度大小和方向分别是( )。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 拓展二、匀强电场中涉及电势的计算2.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点的电势分别为A=15 V、B=3 V、C=-3 V。由此可得D点的电势D= V。 拓展三、电场中电场强度、电势、电势差、等势面之间的关系3.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC,电场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC,电势分