2019-2020年高中物理 电场强度与电势差的关系学案 新人教版选修3-1..doc

2019-2020年高中物理 电场强度与电势差的关系学案 新人教版选修3-1. 姓名 班级 【学习目标】知道匀强电场中电势差与电场强度的关系式，明白式中d的含义，会用该关系式，处理匀强电场中的定量计算和判断。【重点】的推导和应用 【难点】对d的含义的理解，的应用。【新课教学】【任务一】匀强电场中电势差与电场强度的关系式的推导电场力F功 WAB电场强度（E=F/q）?电势差（UAB=WAB/q）一、匀强电场中： 或 （1）d的含义：为两点间沿 方向的距离，或两点所在的等势面间的距离；注意：不能把d认为是两点的间距。（2）式中的各物理量在计算时先代数值，算出绝对值，再根据电场线等方法判断UAB的符号。 （2）由可知，场强有两个单位： 或 ；电场强度在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势，电场强度越大，意味着沿场强方向每单位距离上电势降落越多。（3） 或 只在匀强电场中能够定量计算，在非匀强电场中可用于定性判断。【任务二】匀强电场中电势差与电场强度的关系式的应用例1 平行的金属板A、B带等量异号电荷，两板之间是匀强电场，如图1-46所示，两板间距离是10cm，两板间的电压是60V电场中有P1和P2两点，P1点离A板2cm，P2点离B板是3cm。试问：（1）P1、P2点所在处的场强是多大？图1-46（2）P1和P2两点间的电势差为多大？（3）若B板接地，即电势B=0伏，P1和P2两点的电势各是多少伏？（4）若A板接地，即电势A=0伏，P1和P2两点的电势各是多少伏？例2 匀强电场中，两平行线段端点间的电势差有何关系？ABCD（1）先请判断：图中UAB与UDC有何关系？UAD与UBC有何关系？（2）若，0，由此可得点电势是多大？（3）接第（2）问，如何在CD连线上找到电势为0的点E，请求出EC的距离。【任务三】非匀强电场中电势差与电场强度的关系式的应用例3 讨论：下面三个图中AB=BC=d，试比较UAB和UBC的大小。（1） （2） （3）分析：1、图（1）为匀强电场，AB段场强E1_BC段场强E2，由U=Ed，可判断UAB_UBC若，则_4。2、图（2）为非匀强电场，AB段场强E1_BC段场强E2，由U=Ed，可定性判断UAB_UBC若，则_4。3、图（3）为非匀强电场，AB段场强E1_BC段场强E2，由U=Ed，可定性判断UAB_UBC若，则_4。例4 如果电场中相邻两个等势面间的电势差相等（等差等势面），则等势面的疏密程度可反映出场强的大小：等势面越密集处（间距越小）场强越大，越稀疏处（间距越大）场强越小。试定性给予解释。【任务四】比较三个场强公式和适用范围E、E和E公式EF/q，它是电场强度的 式，不是E的 式，E由 决定，式中q是 电荷的电量，F是检验电荷在电场中所受的力，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EkQ/r2是真空中 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EU/d是 电场中电势差跟场强的关系的式子，d是 的距离，或 的距离。场强的方向指向电势 的方向，该公式仅能在匀强电场用于定量计算，在非匀强电场中可用它定性分析。【针对练习】1、下列单位中，是电场强度单位的是()A.牛库B.伏米C.伏米D.焦库2、关于匀强电场电势差和场强的关系，正确的说法是：（ ）A、在相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大B、任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积图1-6-5C、电势减小的方向必定是场强的方向D、沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等3、如图1-6-5所示，匀强电场场强为E，A与B两点间的距离为d，AB与电场线夹角为,则A与B两点间的电势差为( )A.Ed B.EdcosC.Edsin D.Edtan图1-6-64、如图1-6-6为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中实线表示电场线，虚线表示等势面过a、c两点的等势面电势分别为a=5V，C=3V那么a、c连线的中点b的电势b为 ( )A.b=4V B .b4V C.b4v D. 上述情况都有可能5、如图所示，MN是一个负点电荷电场中的一条电场线，场强方向由M指向N，ab=bc，a、b、c三点的场强和电势分别为Ea、Eb、Ec和a、b、c，则下列关系正确的是：（ ）A、EaEbEc B、Ea=Eb=Ec C、abc D、a-b=b-c 图1-6-16、如图1-6-1所示，a、b是匀强电场中的两点已知两点间的距离为0.5m，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。7、如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点, 已知A、三点的电势分别为，(1) 可求得点电势是多大？（2）请在AB上找到一点E，使得E（3）根据第（2）问，画出通过A点的电场线。【提高练习】1、如图所示，平行金属板A与B相距5cm，两板间电压为10v，A板接地（即电势为0V），则与A板相距1cm的C点的场强和电势分别为A. 200V/m和-2V B. 1000V/m和-2VC. 200V/m和8V D. 200N/C和-2V2、两块带电的平行金属板水平放置相距10cm，两板之间的电势差为9.0103V.在两板间与两板等距离处有一粒尘埃，带有1.610-7C的电荷。这粒尘埃受到的静电力是多大？这粒尘埃在静电力作用下运动到带正电的金属板，静电力所做的功是多少？CD3、带有等量异号电荷、相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场，如图，电场强度E=2104v/m，方向向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。（1）C、D两点哪点电势高？UCD=？（2）如果令B板接地，则C和D的电势A、B各是多少？ 4、如图，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？5、如图，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6，C、D为电场中的两点，且CD=4，CD连线和场强方向成60角。已知电子从D点移到C点电场力做功为3.210-17J，求：匀强电场的场强 A、B两板间的电势差