电势差与电场强度

让学习成为一种习惯！授课教案学生姓名： 周哲宇 授课教师： 章乐 班主任： 徐璐 科目： 物理 上课时间： 2012 年 月 日 时 时授课内容授课标题 电势差与电场强度的关系学习目标1 电场强度与电势的关系；2 从电势差的角度理解电场强度；3 理解公式UEd；4 电场强度与电势差的比较。重点难点1. 理解公式UEd；2. 从电势差的角度理解电场强度;3. 电场强度与电势差的比较学生知识弱点以及针对性教学学生情况分析针对性教学学科主任批阅意见： 授课学案学生姓名： 周哲宇 授课教师： 章乐 班主任：徐璐 科目： 物理 上课时间： 2012 年 月 日 时 时跟踪上次授课情况上次授课回顾 完全掌握 基本掌握 部分掌握 没有掌握作业完成情况 全部完成 基本完成 部分完成 没有完成本次授课内容授课标题 电势差与电场强度的关系学习目标1. 电场强度与电势的关系；2.从电势差的角度理解电场强度；3.理解公式UEd；4.电场强度与电势差的比较。重点难点1.理解公式UEd；2.从电势差的角度理解电场强度;3.电场强度与电势差的比较 电势差与电场强度的关系一、电势差与电场强度的关系式1大小关系：UEd或E推导过程如下：如右图所示，在匀强电场中，把一点电荷q从A移到B，则电场力做功为：WABqUAB.另外，由于是匀强电场，电荷所受电场力为恒力，其对电荷做功也可由求功公式直接求解，WABFsABcos qEcos qEd.两式相比较，得：E或UABEd2方向关系：场强的方向就是电势降低最快的方向由于电场线跟等势面垂直，只有沿电场线方向，单位长度上的电势差才最大，也就是说电势降落最快的方向为电场强度的方向但电势降落的方向不一定是电场强度方向二、从电势差的角度理解电场强度1由公式UABEd得E .2公式适用于电场强度的计算3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方向距离的比值4电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的 要点突破1对公式UEd的理解(1)从变形公式E可以看出，电场强度越大，说明沿电场线方向电势差越大，表明电势降落的越快，因此电场强度除了能描述电场的力的性质外还有另一个物理意义，那就是：电场强度是描述电场中电势降落快慢的物理量，也同时说明，沿电场线方向电势降落最快(2)公式中的d可理解为匀强电场中两点所在等势面之间的距离，从图的分析可知，在匀强电场中，沿任意方向上以及与之平行的方向上、相等的长度上，电势降落相等例如在下图中MN方向上，相等长度电势降落相等(3)对于非匀强电场，用公式E可以定性分析某些问题例如等差等势面E越大处，d越小因此可以断定，等差等势面越密的地方电场强度也越大例一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平面平行已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如右图所示由此可知c点的电势为()A4 VB8 VC12 V D24 V2电场强度与电势差的比较物理量电势差U电场强度E定义(1)电场中任意两点的电势之差，UABAB(2)电荷在电场中两点间移动时，静电力所做的功跟电荷量的比值放入电场中某一点的电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值定义式UE意义描述了电场的能的性质描述了电场的力的性质大小数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时，静电力所做的功数值上等于单位电荷受到的力方向标量，无方向规定为正电荷在该点所受静电力的方向联系在匀强电场中有UEd例二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同D电势降落的方向必定是场强方向3对三个电场强度公式E、E、E的理解与认识区别公式物理含义引入过程适用范围说明E是电场强度大小的定义式Fq，E与F、q无关，反映的是电场的性质任何电场定义式中q为试探电荷的电荷量Ek是真空中点电荷场强的决定式由E和库仑定律导出点电荷形成的电场Q为场源电荷的电荷量，E表示跟点电荷相距r处的某点的场强E是匀强电场中场强的决定式由FqE和WqU导出匀强电场U为沿电场线方向上相距为d的两点间的电势差例三下列说法中正确的是()AE适用于任何电场 BE适用于任何电场CEk适用于真空中的点电荷形成的电场DE是矢量，由UEd可知，U也是矢量名师指点1电场强度与电势的关系如何？提示：(1)电势降低最快的方向为电场强度的方向，但电势降低的方向不一定是电场强度的方向如图所示，B、C、D三点处在同一等势面上，沿AB、AC、AD都是电势降低的方向，其中沿AC电势降得最快(2)电场强度的大小和电势的高低并无直接关系如下图所示的三个情景EAEB，ABEAEB，ABEAEB，AB典例精析题型一公式UEd的应用例一、如右图所示，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的值为()A10 VB10 VC5 V D5 V【反思总结】应用UEd求两点间的电势差，一定要正确理解“d”是两点间沿电场方向的距离，而求某点的电势，我们是通过求这点与电势零点的电势差实现的，由UEd计算其数值，电势的正负由该点与电势零点的电势高低比较而定【跟踪发散】11：平行的带电金属板A、B间是匀强电场如右图所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V.(1)两板间的场强是多大？(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差多大？(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？题型二公式UEd在非匀强电场中的应用例二如右图所示，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三点的电势和电场强度，可以判断()Aabc BEaEbEcCabbc DEaEbEc【跟踪发散】21：空间某一静电场的电势在x轴上分布如右图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有()AEBx的大小大于ECx的大小BEBx的方向沿x轴正方向C电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功题型三E与力学的综合应用例三如右图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间距均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0与水平方向成45角斜向上射入电场，要使小球做直线运动求：(1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？(2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大)【跟踪发散】31：(2011德州高二检测)如右图所示，两块不带电的竖直平行金属板相距为d，一个重为G的带电小球在重力作用下在两板间竖直下落，此时小球的运动轨迹是AB，当两板间加上电压U时，小球受力方向变成沿BC方向，则此小球所带的电荷量应是()A. B. C. D.随堂演练1关于匀强电场中的场强和电势差的关系，下列说法正确的是()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沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等C电势降低的方向必是场强方向D在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大2.(2010安徽理综)如右图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为()AUOP10sin (V)BUOP10sin (V)CUOP10cos (V) DUOP10cos (V)3.如图所示为匀强电场中的一簇等势面，若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2 cm，则该电场的场强为_；到A点距离为1.5 cm的P点的电势为_；该电场的场强方向为_4.如右图所示，在匀强电场中有A、B两点，间距为2 cm.两点的连线与场强方向成60角，将一个带电量为2105 C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1 J则：(1)在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？(2)A、B两点间的电势差为多少？(3)匀强电场的场强为多大？5水平放置的两平行金属板相距为d，充电后，其间形成匀强电场，一带电荷量为q，质量为m的液滴从下板边缘射入电场，并沿直线恰从上板边缘射出，如下图所示，求两金属板间的电势差为多少？学生对于本次课的评价： 特别满意 满意 一般 不满意 学生签字：一般、不满意，选此两项需要写相关说明。非常满意、满意，选择此两项不要求写说明。学科主任批阅意见： 学生作业学生姓名： 周哲宇 授课教师： 章乐 班主任： 徐璐 科目： 物理 上课时间： 2012 年 月 日 时 时本次授课内容授课标题 电势差与电场强度的关系学习目标1. 电场强度与电势的关系；2.从电势差的角度理解电场强度；3.理解公式UEd；4.电场强度与电势差的比较。重点难点1.理解公式UEd；2.从电势差的角度理解电场强度;3.电场强度与电势差的比较课后作业 1对于公式UabEd的理解，下列说法正确的是()A此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差Ba点与b点的距离越大，则这两点的电势差越大C公式中的d是指a点与b点之间的距离D公式中的d是a、b两点所在等势面间的垂直距离2.如右图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.如右图所示的同心圆是电场中的一组等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有()A电子沿AC运动时受到的电场力越来越小B电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大C电势ABCD电势差UABUBC4.如右图所示，匀强电场场强为1103 N/C，abdc4 cm，bcad3 cm，则下述计算结果正确的是()Aab之间的电势差为4 000 VBac之间的电势差为50 VC将q5103C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做功为零D将q5103 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功都是0.25 J5如图所示，在电场强度E2103 V/m的匀强电场中有三点A、M和B，AM4 cm，MB3 cm，AB5 cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q2109 C的正电荷从B移动到M点，再从M点移动到A点，电场力做功为()A0.16106 J B0.12106 JC0.16106 J D0.12106 J6.如右图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将1106 C的负电荷由A点沿水平线移至B点，电场力做了2106 J的功，A、B间的距离为2 cm.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1 V，A点电势为多少？8.如右图所示，在水平放置的两个平行金属板之间的匀强电场中，A、B两点之间的连线与竖直方向的夹角为60.把带电荷量为q1.5108 C的点电荷由A点移到B点，克服电场力做了4.2105 J的功(1)试确定两板