高中物理第一章静电场《电势差与电场强度关系》

2015年高中物理第一章静电场《电势差与电场强度的关系》.2015年高中物理第一章静电场《电势差与电场强度的关系》.2015年高中物理第一章静电场《电势差与电场强度的关系》.1.6《电势差与电场强度的关系》教学设计【课标要求】理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系对于公式U＝Ed要知道推导过程及合用条件能够娴熟应用U＝Ed解决相关问题．【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责问题中的应用。【课前预习】1理解关系式U＝Ed．①合用条件：__________②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、B③E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小大由之甚至能够是零；反之，U大时，E也小大由之甚至是零，它们的关系与加快度a和速度v的关系相像．(2)比较划分EF、EkQ和EU三个场强公式的意义及合用条件qr2d①公式F，它是电场强度的定义式，不是E的决定式，E由电场自己决定，式中q是Eq__________________，F是__________________________，公式明确表述了胸怀电场强度及方向的方法，是宽泛合用的公式．Q②Ekr2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，该式仅合用于________________________．③EUd是两等势面之间的距离，场强的方向指向电势是匀强电场中电势差跟场强的关系的式子，d降落_____的方向，该公式仅合用于匀强电场，对一般电场，若是两点距离很近，能够为场强没有变化，则UE。x在非匀强电场中，E=U/d能够理解为E=U/d，因此可知电场强度就是电势对空间地点的变化率。也就是说电势随空间地点变化越快的地方电场强度越大。这近似于重力场中，地势随地点变化越快的地方越陡峭。电场强度与电势的比较：电场强度E电势φ1描绘电场的力的性质描绘电场的能的性质2电场中某点的场强等于放在该点的电场中某点的电势等于该点跟零电势点间的点电荷所受的电场力F跟点电荷电电势差．φA＝EA0，φ在数值上等于单位F量q的比值，＝，E在数值上等qEq正电荷所拥有的电势能1于单位正电荷所受的电场力3矢量标量4单位：N／C；V／m伏(1V＝1J／C)电势沿着电场强度的方向降落【研究与生成】【例1】如图13－7－3所示，在场强为E＝4．0×103N／C的匀强电场中有相距5．0cm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13—7—3【分析与解】A、B连线不沿场强方向，不能够直接用公式U＝Ed计算A、B两点间的电势差．依照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UB＝UB′,UAB＝UAB′．UAB＝E·AB＝E·ABcos30°＝4.0×103×0.05×

N／C＝1.7×102N/C．2答案：UAB＝1.7×102N/C【拓展与分享】用本节的两个公式解题必然要注意合用条件，还要注意必定使用国际单位．经过本题能够看出场强方向是电势降落最快的方向，即是经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建立．【例2】在匀强电场中如图中所示散布着A、B、C三点．当把一个电量q105C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103J．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．又因为是匀强电场，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时战胜电场力做功可知，C点电势高于B点电势．场强方向以以下列图．由WqU得UBC103V1.73102V105又由公式EUE1000V/m可得d【拓展与分享】“电场线和等势线均是间隔平均、互相平行的直线”以及“沿随意方向电势平均变化”是匀强电场的固有特色，这也是解决本题的重要依照。【例3】以以下列图，a、b是匀强电场中的两点已知两点间的距离为，两点的连线2与电场线成37°角，两点间的电势差Uab×103V，则匀强电场的场富强小为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=×。由EU得：dE7.5103V/m。把电子从a移到bWabEed3.841016J；电子的电势能增，电场力做负功，加3.841016J。【拓展与分享】电场力做功也能够用WabUabe3.841016J。【讲堂练习】1．以下说法正确的选项是（）A．由公式UEd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EU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dC．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UEd只合用匀强电场2．如图，、、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。ab用[a、[b、[c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。以下哪个正确？（）A.[a＞b＞[cB.Ea＞Eb＞EcabcC.[－=－[D.E=E=Ebbcaabc3．在电场强度为600N/C的匀强电场中，A、B两点相距5cm，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_______。V1.6《电势差与电场强度的关系》练案组1．下述对于匀强电场的结论错误的选项是（）FA．公式E也合用于匀强电场qB．依照UEd可知，随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老是跟电荷所受电场力的方向一致2．对于静电场的说法中正确的选项是（）A．在匀强电场中，随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．电荷在等势面上搬动时不受电场力D．若电场力对电荷作正功，电荷的电势能必然减小，而动能不用然增加3．电场中有一条直线，在直线上有M、N两点，若将一试试电荷Q从直线外的P点分别移到M、N两点，电3场力对Q做功相等，则( )A．该电场若是匀强电场，则M、N连线必然与电场线平行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，电场强度不相同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( )A．竖直向下，E＝100V/m3vB．水平向左，E＝100N/C1vC．竖直向上，E＝100V/m-1vD．水平向右，＝100V/mE-3v6106C5．在匀强电场中，带正电量的粒子碰到外力ABcmABF作用从点移到点，位移为10，点比点电势高300V，带电粒子的动能增加103J，则外力做的功是_________，电场强度的最小值是____________。B组1．以以下列图，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时速度恰巧为零，已知相邻等势面间的距离为5cm，则以下说法不正确的选项是（）A．等势面A的电势为-10V匀强电扬的场强为200V／m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．2.以以下列图，圆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q<Q，AB=h，小球下滑到B点时速度大小为3gh。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？ABQC3．(8分)为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必定对该电荷施加一个恒力F，以以下列图．若AB0.4m，370，q3107C，F104N，A点电势A100V（不计重力，sin3700.6,cos3700.8）在图中用实线画出电场线，用虚线画出经过A、B两点的等势线，并注明它们的电势值，求出场强和AB间的电势差。求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？4参照答案【课前预习】1）①匀强电场②两点的电势差、沿场强方向两点间的距离、沿场强方向的投影③直接关系2）①查验电荷的电量、查验电荷在电场中所受的力②真空中点电荷产生的电场③最快【讲堂练习】1.D2.A3.30,15,0当堂检测A组（反应练）1.B2.D3.BD4.A5.1.81033.0103组（拓展与分享练）1.C2.mgh；mgh22q3.(1)图略，电场线的方向与F的方向相反，经过A、B两点的等势线与电场线垂直E510