2012高二物理学案 1.6 电势差与电场强度的关系 2人教版选修3-1.doc

1.6 电势差和电场强度的关系 学案学习目标1、 理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed，并能推导这个关系式。2、会用U=Ed进行有关计算。3、通过分析寻找物理量之间在内在联系，提高分析推理能力。学习重点理解匀强电场中电势差与电场强度的关系d，并且能够推导出这个关系式。学习难点会用关系式d进行有关计算。知识梳理一、电场强度与电势差的不同之处、物理意义不同：电场强度描述电场力的特征，电势差描述电场能的特征；、是矢量，是标量；、表达式不同：q，U=W/q；、单位不同：为m ， U为V二、场强强度与电势差的联系。、在匀强电场中d、电场中，电势降落最快的方向为电场强度的方向；、在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。例题精讲例1.如图所示，匀强电场中有A、B、C三点，它们的连线构成一个直角三角形，AB0.12m，AC0.05m，把一电荷量q110-8C的点电荷从B点移到C点，电场力做功为510-7J，把点电荷从B点移到A点，电场力做功仍为510-7J，由此可知电场强度的方向为 ，电场强度的大小为 ，B、C两点带电电势差是 。解析：由题意可知：电荷从B移到A、C两点，电场力做功相等，表明电荷在A、C两点的电势能相等，故A、C两点具有相同的电势，A、C两点在同一等势面上，由于电场线垂直于等势面，所以场强方向与AC连线垂直；又由于负电荷从B移到A或C时电场力做正功，表明负电荷受到的电场力方向由B指向等势面AC，故场强方向应当由等势面AC指向B，即由A指向B。B、C两点的电势差UBCA、 C两点在等势面上，UBAUBC50V，由图示可知AB垂直于AC，故场强：答案：由A指向B；417V/m；50V例2.平行金属板A、B带电后，板间产生匀强电场，如下图所示，两板间距是5cm，两板间电压是60V.求：(1)两板间的场强(2)电场中有P1和P2两点，P1点距离A板0.5cm，P2点距离B板也是0.5cm.P1、P2两点间电势差多大？(3)若将B板接地，P1与P2两点的电势各是多少伏？解析：(1)两板之间是匀强电场，由EV/m1.2103V/m.(2)P1、P2两点间沿场强方向的距离：d4.0cm，所以UP1P2Ed1.21034102V48V.(3)B板接地，选其电势为零，电场中某点的电势就等于该点与B板的电势差所以P1Ed11.21034.5102V54V，P21.21030.5102V6V.答案：(1)1.2103V/m；(2)48V；(3)54V；6V当堂练习1如图所示，在沿x轴正向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心，r为半径做逆时针转动，当OA与x轴正向成角时，O、A两点间的电势差为()AUOAEr BUOAErsinCUOAErcos DUOAErcos2.夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电设两云团之间电势差保持3109V不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3106V/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过_秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为500C，闪电历时0.01s，则此过程中的平均电流为_安培(提示：电流I)3.如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将110-6C 的负电荷由A点沿水平线移至B点，电场力做了210-6J的功，A、B间的距离为2cm。问（1）匀强电场场强多大？方向如何？（2）A、B两点间的电势差多大？若B点电势为1V，A点电势为多少？ 当堂练习答案1.C 解析：由图可知OA沿场强方向的距离为：dcosrcos，根据匀强电场中场强与电势差的关系：UOAEdErcos，选C.3.200V/m 斜向