高中物理 1.6 电势差与电场强度的关系 第11课时 新人教版选修3-1高一

用心 爱心 专心 1 1 61 6 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 第第 1111 课时课时 教学目的 教学目的 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 理解电势与场强无直接的关系 过程与方法 过程与方法 通过推导电场强度与电势差的关系 使学生的分析能力和推理能力得到进一步培 养 情感态度与价值观 情感态度与价值观 通过从不同角度认识电场强度与电势 电势差的关系 使学生在遇到具体问题时 要注意分析 不要武断地下结论 使学生养成多角度多方面看问题的学习品质 教学重点 教学重点 U Ed及其成立条件 教学难点 教学难点 电势与场强无直接的关系 会用关系式U Ed进行有关的计算 教学过程教学过程 一 课前导学一 课前导学 复习引入 复习引入 1 你学过哪些描述电场性质的物理量 答 电场的两大性质 力的性质 由电场强度描述 可用电场线形象表示 能的性质 由电势 电势差描述 可用等势面形象表示 2 等势面有哪些特点 答 等势面的特点 沿等势面移动电荷电场力不做功 等势面与电场线 垂直 且电场线从高电势指向低电势 任两个等势面不相交 3 既然场强 电势 电势差都描述电场的性质 它们之间一定存在关系 什么 关系呢 下面我们就来推导它们间的关系 二 质疑讨论二 质疑讨论 质疑讨论质疑讨论 1 1 场强与电势差有何定量关系 引导学生讨论在匀强电场中它们间的关系 右图是一个匀强电场 场强大小为 E A B 是沿电场方向 上的两点 其电势差为 U A B 之间相距为 d 现将一个电量 用心 爱心 专心 2 为 q 的电荷由 A 移到 B 你可以用几种方法计算电场力所做的功 1 W Fd qEd 2 W qU 即得 U Ed 或 E U d 质疑讨论质疑讨论 2 2 A B 不在同一条电场线上 如右图根据电势差的定义式 得 UAB BAE q BAqE q WAB 用d表示A B在场强方向上的距离AB 则上式可写为 UAB Ed 总结结论 总结结论 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 质疑讨论质疑讨论 3 3 上式是在匀强电场中推出的 它适用于非匀强电场吗 学生 思考 讨论后回答 不适用 因为在非匀强电场中 电荷从A移至B 的过程中 受的电场力为变力 W电场不能写成Fs 电场强度与电势差的关系 UAB Ed 注意 注意 只适用于匀强电场 d 沿电场方向的距离 质疑讨论质疑讨论 4 4 由UAB Ed 得到 d U E AB 这个式子表示什么含义 从式子中可 看出E的单位是什么 学生 在匀强电场中 电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电 势差 由 d U E AB 可得E的单位为 V m 即 1 V m 1 N C 三 反馈矫正三 反馈矫正 例 1 在电场中 A B 两点的电势差 UAB 0 那么将一负电荷从 A 移到 B 的过程中 B A 电场力做正功 电势能增加 B 电场力做负功 电势能增加 C 电场力做正功 电势能减少 D 电场力做负功 电势能减少 例 2 将一电量为 l 6 10 8C 的负电荷在电场中从 A 点移动到 B 点 克服电场力 做功为 6 4 10 6J 则 AB 两点间电势差为 400 V 例 3 如图 在匀强电场中的M N两点距离为 2 cm 两 点间的电势差为 5 V M N连线与场强方向成 60 角 则 此电场的电场强度多大 答案 500 V m 用心 爱心 专心 3 例 4 图中 A B C三点都在匀强电场中 已知AC BC ABC 60 BC 20 cm 把一个电量q 10 5C 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 3 1073 1 J 则该匀强电场的场强大小和方向是 D 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 四 巩固迁移四 巩固迁移 1 1 关于电势差与场强的关系 下列说法中正确的是 CD A U Ed 关系式适用于任何电场 B 在匀强电场中 两点间的电势差正比于两点间的距离 C U Ed 公式中的 d 是指两点所在等势面间的距离 D V m 和 N C 两单位相等 2 2 如图所示是一匀强电场的等势面 每两个相邻等势面相距 2cm 由此可确定电 场强度大小是 100 N C 3 3 如图所示 在场强为E 4 0 103 N C 的匀强电场中有相距 5 cm 的 A B两点 两点连线与电场强度成 30 角 求A B两点间的电势差 答案 1 7 102 N C 4 4 如图所示电路中 电源两端电压 U 10V A B 两板间距离为 2cm C 点离 A 板 5mm D 点离 B 板 4mm 则 EC V m ED V m UC V UD V 答案 500 500 7 5 2 5 5 如图所示 L1 L2 L3为等势面 两相邻等势面间电势差相同 取 L2的电势为 零 有一负电荷在 L1处动能为 30J 运动到 L3处动能为 10J 则电荷的电势能为 4J 时 它的动能是 不汁重力和空气阻力 A 6J B 4J C 16J D 14J 答案 C 五 课堂总结 五