高中物理 第一章 静电场《电势差与电场强度的关系》学案 新人教版选修31.doc

1.6电势差与电场强度的关系学案【课标要求】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ued要知道推导过程及适用条件3. 能够熟练应用ued解决有关问题 【重点难点】匀强电场中电势差与电场强度的关系，电势差与电场强度的关系在实际问题中的应用。【课前预习】1正确理解电势差与电场强度的关系(1)理解关系式ued适用条件：_式中各量意义：e为匀强电场的场强，u为_，d为_如果某两点a、b间距l不沿场强方向，计算电势差时，d的取值应为l在_，即为a、b两点所在的等势面的垂直距离e与d的关系：e、u的数值没有_，e大时只说明沿电场线方向u变化快，u可大可小甚至可以是零；反之，u大时，e也可大可小甚至是零，它们的关系与加速度a和速度v的关系相似(2)比较区分、和三个场强公式的意义及适用条件公式，它是电场强度的定义式，不是e的决定式，e由电场自身决定，式中q是_，f是_，公式明确表述了度量电场强度及方向的方法，是普遍适用的公式是真空中点电荷产生的电场的场强决定式，式中q是产生电场的电荷的电量，公式明确表述了点电荷电场的场强由哪些因素决定，是怎样的函数关系，该式仅适用于_是匀强电场中电势差跟场强的关系的式子，d是两等势面之间的距离，场强的方向指向电势降落_的方向，该公式仅适用于匀强电场，对一般电场，如果两点距离很近，可认为场强没有变化，则。2.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。3.电场强度与电势的比较：电场强度e电势1描述电场的力的性质描述电场的能的性质2电场中某点的场强等于放在该点的点电荷所受的电场力f跟点电荷电量q的比值，e，e在数值上等于单位正电荷所受的电场力电场中某点的电势等于该点跟零电势点间的电势差 a，在数值上等于单位正电荷所具有的电势能3矢量标量4单位：nc；vm伏(1v1 jc)5电势沿着电场强度的方向降落【探究与生成】【例1】如图1373所示，在场强为e40103 nc的匀强电场中有相距50 cm的a、b两点，两点连线与场强成30角求a、b两点间的电势差图1373【分析与解】 a、b连线不沿场强方向，不能直接用公式ued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uab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ubub,uabuabuabeecos304.01030.05 nc1.7102 n/c答案：uab1.7102 n/c【拓展与分享】 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【例2】在匀强电场中如图中所示分布着 a、b、c三点当把一个电量的正电荷从a沿ab线移到b时，电场力做功为零；从b移到c时，电场力做功为试判断该电场的方向，算出场强的大小。 【分析与解】 将电荷由a移至b时电场力不做功，说明a、b两点在同一等势面上又由于是匀强电场，等势面为平面，故ab面为一等势面再由将正电荷由b移至c时克服电场力做功可知，c点电势高于b点电势场强方向如图所示由得又由公式可得【拓展与分享】“电场线和等势线均是间隔均匀、互相平行的直线”以及“沿任意方向电势均匀变化”是匀强电场的固有特性，这也是解决本题的重要依据。【例3】 如图所示，a、b是匀强电场中的两点已知两点间的距离为0.4m，两点的连线与电场线成37角，两点间的电势差uab=2.4103v，则匀强电场的场强大小为e=_v/m，把电子从a点移到b点电场力做功w=_j，电子的电势能将_。(填“增大”、“减小”或“不变”)【分析与解】 沿着电场线的方向，a、b两点间的距离d=0.4m0.8=0.32m。由得：。把电子从a移到b，电场力做负功，；电子的电势能增加。【拓展与分享】 电场力做功也可以用。【课堂练习】1下列说法正确的是 （ ）a由公式得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积b由公式得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小c在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积d公式只适用匀强电场2如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，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三点的电势和场强。下列哪个正确？（ ）abca. abc b. eaebec c. ab =bc d. ea=eb=ec 3在电场强度为的匀强电场中，a、b两点相距5 cm，若a、b两点连线是沿着电场方向时，则a、b两点的电势差是_ v。若a、b两点连线与电场方向成60时， 则a、b两点的电势差是_v；若a、b两点连线与电场方向垂直时，则a、b两点的电势差是_v。1.6电势差与电场强度的关系练案 a组1下述关于匀强电场的结论错误的是（ ）a公式也适用于匀强电场b根据可知，任意两点的电势差与这两点的距离成正比c匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值d匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致2关于静电场的说法中正确的是（ ）a在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比b在匀强电场中，电势降低的方向就是场强的方向c电荷在等势面上移动时不受电场力d若电场力对电荷作正功，电荷的电势能一定减小，而动能不一定增加3电场中有一条直线，在直线上有m、n两点，若将一试探电荷q从直线外的p点分别移到m、n两点，电场力对q做功相等，则 ( )a该电场若是匀强电场，则m、n连线一定与电场线平行b该电场若是匀强电场，则m、n连线定与电场线垂直c该电场若是由一个点电荷产生的，则m、n两点的电势和场强都相同d该电场若是由一个点电荷产生的，则m、n两点的电势相等，电场强度不同4如图为匀强电场的等势面图，每两个相邻等势面相距2cm，由此可确定电场强度的方向和数值是 ( )3v1v-1v-3va竖直向下，e100v/mb水平向左，e100n/cc竖直向上，e100v/md水平向右，e100v/m5在匀强电场中，带正电量的粒子受到外力f作用从a点移到b点，位移为10cm，a点比b点电势高300v，带电粒子的动能增加，则外力做的功是_，电场强度的最小值是_。 b组1如图所示，a、b、c、d为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子垂直经过等势面d时，动能为20ev，飞经等势面c时，电势能为-10ev，飞至等势面b时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5cm，则下列说法不正确的是 （ ）a等势面a的电势为-10vb. 匀强电扬的场强为200vmc. 电子再次飞经d等势面时，动能为10evd电子的运动为匀变速直线运动cbqa2.如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷q为圆心的某一圆周交于b、c两点，质量为m、带电量为q的有孔小球人杆上a点无初速度下滑，已知qq，ab=h，小球下滑到b点时速度大小为。求：（1）小球从a点到b点的过程中电场力做的功？（2）a、c两点间的电势差？3(8分)为使带负电的点电荷在一匀强电场中沿直线匀速地由运动到，必须对该电荷施加一个恒力，如图所示若，点电势 （不计重力，）(1) 在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过a、b两点的等势线，并标明它们的电势值，求出场强和ab间的电势差。(2) 求q在由a到b的过程中电势能的变化量是多少？参考答案【课前预习】（1）匀强电场两点的电势差、沿场强方向两点间的距离、沿场强方向的投影直接关系（2）检验电荷的电量、检验电荷在电场中所受的力真空中点电荷产生的电场最快【课堂练习】1.d 2.a 3. 30,15,0 当堂检测 a组（反馈练）1.b 2.d 3.bd 4. a 5. b组（拓展与分享练）1. c 2. ；3.