湖南省隆回县万和实验学校高中物理 1.6 电势差与电场强度的关系教案 新人教版选修31.doc

湖南省隆回县万和实验学校2014年高中物理 1.6 电势差与电场强度的关系教案 新人教版选修3-1【教学目标】1、 理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系2、 对于公式 要知道推导过程 3、能够熟练应用 解决有关问题重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题【自主预习】 1电场强度和电势差分别从 和 的角度描述了电场，它们分别与电荷在电场中受的电场力和电荷在电场中的能相联系。我们已经知道电场力做功wab=uabq，这个公式适用于一切电场。如果在匀强电场中移动电荷，电场力做功还可以用公式wab=fd=eqd计算。比较上述两式得：uab=ed。此式只适用于匀强电场。上式告诉我们：在匀强电场中，沿 的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。在国际单位制中，场强的单位是 或 。 2由e=u/d可知，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。据此，场强的方向就是电场中电势降落最 的方向。 3在非匀强电场中，e=u/d可以理解为e=u/d ，由此可见电场强度就是电势对空间位置的变化率。也就是说电势随空间位置变化越快的地方电场强度越大。这类似于重力场中，地势随位置变化越快的地方越陡峭。【典型例题】【例题1】关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是（ ）a任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积b电势降落的方向必定是场强方向c沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等d不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等【例题2】：如图，在匀强电场中的a、b 两点距离为2 cm，两点间的电势差为5v,a、b 连线与场强方向成60角，则此电场的电场强度多大？ 【例题3】 如图图1-6-3所示，在匀强电场中，同一条电场线上有a、b两点，它们之间的距离为6，现测得uab = 150v。e600a d b求：电场强度e的大小和方向；电场中a、c两点相距14，a、c两点的连线与电强方向成600角，则c、a两点的电势差uca为多大？acb图1-6-2【例题4】如图1-6-2，a、b、c三点都在匀强电场中，已知acbc，abc60，bc=20cm，把一个电量qc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-1.7310-3j，则该电场的场强大小和方向怎样？【课后练习】1.下列公式适用于任何电场的是()awqubuedcedek2如图169所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，e100 v/mb水平向左，e100 v/mc水平向左，e200 v/md水平向右，e200 v/m3如图1610中a、b、c是一条电场线上三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用a、b、c和ea、eb、ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定()aabc beaebeccabbc deaebec4.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点电场线与矩形所在的平面平行已知a点的电势是20 v，b点的电势是24 v，d点的电势是4 v如图3所示，由此可知，c点的电势为()a4 v b8 vc12 v d24 v5下列说法正确的是()a匀强电场中各处场强相等，电势也相等b等势体各点电势相等，场强也相等c沿电场线方向电势一定越来越低d电势降低的方向就是电场线的方向6下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是( )a在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大b场强在数值上等于每单位距离上的电势降落c沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等d电势降低的方向必定是电场强度的方向7下图中，a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势a10 v、b2 v、c6 v，a、b、c三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是()8如图4所示，匀强电场场强e100 v/m，a、b两点相距10 cm，a、b连线与电场线夹角为60，则uba之值为()a10 vb10 vc5 vd5 v9如图5所示，a、b、c三点都在匀强电场中，已知acbc，abc60，bc20 cm，把一个电荷量q105 c的正电荷从a移到b，静电力做功为零；从b移到c，静电力做功为1.73103 j，则该匀强电场的场强大小和方向为()a865 v/m，垂直ac向左b865 v/m，垂直ac向右c1 000 v/m，垂直ab斜向上d1 000 v/m，垂直ab斜向下10如图1611所示的匀强电场中有a、b、c三点，5 cm，12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60角一个电荷量为q4108 c的正电荷从a移到b，静电力做功为w11.2107 j求：(1)匀强电场的场强(2)电荷从b移到c，静电力做的功(3)a、c两点间的电势差答案例1.c例2500n/c例3解/= 150/0.06 = 2.5103 （v/m）uab=150v0，则ab ，沿电场线方向电势降低，故场强方向向右。uca = uca （aa为等势面）uac = ed= eaccos600 = 2.51030.14= 1.75102 （v）所以 uca = 1.75102 （v）例4.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，等势线为直线，故图中直线ab即为等势线。又b、c间电势差ubc=wbc/q=-1.7310-3/10-5=-173(v)，即b点电势比c点电势低173v。因电场线指向电势降落最快的方向，所以场强方向必垂直于ab斜向下，且电场强度e=u/d=u/（bcsin600）=173/(0.2sin600)=1000(v/m)。课后练习1. 答案ac2. 答案b解析电场线和等势面的关系是相互垂直的，所以电场线是水平方向的，又因为电势随着电场线方向逐渐降低，所以电场强度方向水平向左根据e100 v/m.3. 答案a解析一条电场线可以判断电势的高低，但是不能判断场强的大小因为一条电场线无法确定疏密程度4. 答案b解析匀强电场中，ab之间的电势差等于dc之间的电势差，可知c点电势为8 v.5。答案c6. 答案c7. 答案d8. 答案c9. 答案d解析把电荷q从a移到b，静电力不做功，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，场强方向应垂直于直线ab，可见，选项a、b不正确ubc v173 vb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e v/m1 000 v/m10.答案(1)60 v/m(