2019-2020年高中物理电势差和电场强度的关系.doc

第六节 2019-2020年高中物理电势差和电场强度的关系物质存在的两种方式：实物和场电场的两大性质： 力的性质：由电场强度描述E 能的性质：由电荷在电场中某点的电势描述可用电场线形象表示 可用等势面形象表示看知识结构图：复习巩固旧知识 引出新课引入新课：力和能是贯穿物理学的两条主线，空间只要有电荷的存在，在它的周围就存在电场E（E是客观存在而又看不见摸不着的），但电场有最基本的特性：对放入其中的电荷有力的作用。可以通过电荷的受力去研究电场。电场力移动电荷对电荷做功。会导致电势能发生转化（因为功是能量转化的量度）做功的多少决定了能量转化的数量。从电荷是否移到零参考点做功中，定义了电势和电势差的概念。移到零参考点做功跟电荷量的比值定义了某点的电势；两个点间移动做功跟电荷量的比值定义了两点间的电势差；电势差是电能转化成=其它形式能的物理量。（反过来又是什么物理量：电动势）电势差两点间的电势之差，电势是描述电场能性质的物理量。由知识结构图中可发现：电场强度与电势差存在怎样的关系呢？这就是本节课所要研究的课题。（板书）n 电势差与电场强度的关系 （通过下面的例子来推算） 沿场强方向移动电荷如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线。沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距离为d，电势差为U，场强为E。则电场力所做的功： 从力的角度： = Fd = qEd 从能的角度： = qU 图由 两式得: U = Ed 结论：在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积（板书）表达式：U = Ed 或：E = U/d（d为沿场强方向上的距离）（板书）在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差 注意：U = Ed和E = U/d的适用条件是： （1）匀强电场 （2）d是沿场强方向的两点间的距离。 单位关系：1V/m =1N/C 公式： E = U/d、E=F/q 公式单位如果不是沿场强方向移动电荷？如图，在匀强电场E中，有相距为L的A、B两点，两点连线与场强方向成角。则A、B两点间的电势差为U = EL，对不对？ 解析 A、B两点连线L不沿场强方向，不能直接用U = EL计算A、B两点间的电势差。从力的角度： AB = FLcos = qELcos从能的角度： AB = qUAB 由上两式得： UAB = ELcos (Lcos为沿场强方向上的距离)说明 根据电场线跟等势面垂直这一性质，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。所以 B、B的电势相等 UAB=U AB = E dE UAB = ELcos= E dE或 E = UABdE教师总结：电势差和电场强度的关系（种说法）在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积 UAB = E d 或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电场强度方向距离的比值 E = UAB d 或电场强度在数值上沿电场方向每单位距离上降低的电势看图讨论：得出一些结论 （师生互动、探讨）问题：电场中A、B两点的电势差UAB跟移动电荷的路径有关吗？说明电场中两点间的电势差，类同于重力场中两点间的高度差： 高度差h 跟物体运动的路径无关，只与A、B的位置有关、电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的位置有关。问题： 单位长度内，沿AB、 AB 两个方向，哪个电势降落的快？3、场强E的方向是电势降落最快的方向。4、应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。问题3：非匀强电场中，等差等势面之间的距离相等吗？5结论：等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小。请定性地画出电势差相等的二个等势面。哪两个等势面是否在相邻等势面的中间?巩固练习：1下列说法正确的是 （D ）A由公式U = Ed 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E = U/d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U = Ed只适用匀强电场n 课堂练习：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？ （ A. ）A.abc B. EaEbEc C.ab=bc D. Ea=Eb=Ec 3、在电场强度为600 N/C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_30_ 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_15_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_0_V。小结：1在匀强电场中，电势差和电场强度的关系为匀强电场中两点间的电势差=电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积UAB = E d 或 E = UABd 注意：（d为沿场强方向上的距离）一些结论1、电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的位置有关。2、场强E的方向是电势降落最快的方向。3、应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。4、在非匀强电场中，等差等势面之间的距离不相等等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小。电场强度己学过三个公式有什么区别呢?（设为隐藏）5电场强度三个公式的区别： 区别 公式公式含义适用范围是电场强度的定义式任意电场是真空中点电荷电场的场强计算公式真空中点电荷电场是匀强电场的场强的计算公式 （d为沿场强方向的距离）匀强电场练习1 以下说法正确的是：A、 匀强电场中各处的场强相等，电势也相等；( B )B、 场强为零的区域中，电势处处相同；C、 沿电场线方向电场强度一定越来越小；D、 电势降低的方向就是电场线的方向。 练习2 图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过a.b两点的等势面的电势分别为40V、20V，那么ab连线的中点的电势值为（C ）A 等于30V B 大于30V C 小于30V D 无法确定 板书设计第六节 电势差和电场强度的关系一、 在匀强电场中，两点间的电势差和电场强度的关系为电势差=电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积UAB = E d 或 E = UABd 注意：(d为沿场强方向上的距离）一些结论 1、电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的位置有关。2、场强E的方向是电势降落最快的方向。3、应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。4、在非匀强电场中，等差等势面之间的距离不相等 等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小。5电场强度三个公式的区别：再见