《人教版选修3-1第一章教学案1.6电势差与电场强度的关系.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版选修3-1第一章教学案1.6电势差与电场强度的关系.（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、21第一章第一章 静电场静电场 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 【教学目标教学目标】 1、 理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系2、 对于公式对于公式 要知道推导过程要知道推导过程3、能够熟练应用、能够熟练应用 解决有关问题解决有关问题 重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题【自主预习自主预习】1电场强度和电势差分别从电场强度和电势差分别从 和和 的角度描
2、述了电场，它们分别与电荷在电场中的角度描述了电场，它们分别与电荷在电场中 受的电场力和电荷在电场中的能相联系。受的电场力和电荷在电场中的能相联系。 我们已经知道电场力做功我们已经知道电场力做功 WAB=UABq，这个公式适用于一切电场。如果在匀强电场中移动电荷，这个公式适用于一切电场。如果在匀强电场中移动电荷， 电场力做功还可以用公式电场力做功还可以用公式 WAB=Fd=Eqd 计算。比较上述两式得：计算。比较上述两式得：UAB=Ed。此式只适用于匀强电场。此式只适用于匀强电场。上式告诉我们：在匀强电场中，沿上式告诉我们：在匀强电场中，沿 的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘的两点间的电
3、势差等于场强和这两点间距离的乘 积。在国际单位制中，场强的单位是积。在国际单位制中，场强的单位是 或或 。2由由 E=U/d 可知，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。据此，可知，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。据此， 场强的方向就是电场中电势降落最场强的方向就是电场中电势降落最 的方向。的方向。3在非匀强电场中，在非匀强电场中，E=U/d 可以理解为可以理解为 E=U/d ，由此可见电场强度就是电势对空间位置的，由此可见电场强度就是电势对空间位置的 变化率。也就是说电势随空间位置变化越快的地方电场强度越大。这类似于重力场中，地势随位置变
4、化率。也就是说电势随空间位置变化越快的地方电场强度越大。这类似于重力场中，地势随位置 变化越快的地方越陡峭。变化越快的地方越陡峭。 【典型例题典型例题】 【例题例题 1】关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是（关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是（ ） A任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 B电势降落的方向必定是场强方向电势降落的方向必定是场强方向 C沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等 D不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等不沿电场线方向任意
5、相同距离的两点间的电势差不可能相等【例题例题2】：如图，在匀强电场中的：如图，在匀强电场中的A、B 两点距离为两点距离为2 cm，两点间的电势差为，两点间的电势差为5V,A、B 连线连线 与场强方向成与场强方向成60角，则此电场的电场强度多大？角，则此电场的电场强度多大？ 【例题例题 3】 如图如图图图 1-6-31-6-3 所示，在匀强电场中，同一条电场线上有所示，在匀强电场中，同一条电场线上有 A、B 两点，它们之间的距两点，它们之间的距 离为离为 6，现测得，现测得 UAB = 150V。22求：求：电场强度电场强度 E 的大小和方向；的大小和方向； 电场中电场中 A、C 两点相距两点相
6、距 14，A、C 两点两点 的连线与电强方向成的连线与电强方向成 600角，则角，则 C、A 两点两点 的电势差的电势差 UCA为多大？为多大？【例题例题 4】 如图如图 1-6-2，A、B、C 三点都在匀强电场中，已知三点都在匀强电场中，已知ACBC，ABC60，BC=20cm，把一个电量，把一个电量 qC 的正电荷从的正电荷从 A 移到移到 B，电场力，电场力 做功为零；从做功为零；从 B 移到移到 C，电场力做功为，电场力做功为-1.7310-3J，则该电场的场强大小，则该电场的场强大小 和方向怎样？和方向怎样？【课后练习课后练习】 1.1.下列公式适用于任何电场的是下列公式适用于任何电
7、场的是( ( ) )A AW WqUqU B BU UEdEd C CE E D DE Ek kF F q qQ Q r r2 22 2如图如图 1 16 69 9 所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距 2 2 cmcm，由此可以确，由此可以确定电场强度的方向和数值是定电场强度的方向和数值是( ( ) )A A竖直向下，竖直向下，E E100100 V/mV/mB B水平向左，水平向左，E E100100 V/mV/mC C水平向左，水平向左，E E200200 V/mV/mD D水平向右，水平向右，E E200200 V/mV/mA
8、 d B E600ACB图 1-6-2233 3如图如图 1 16 61010 中中a a、b b、c c是一条电场线上三个点，电场线的方向由是一条电场线上三个点，电场线的方向由a a到到c c，a a、b b间的距间的距离等于离等于b b、c c间的距离，用间的距离，用 a a、b b、c c和和E Ea a、E Eb b、E Ec c分别表示分别表示a a、b b、c c三点的电势和电场强度，三点的电势和电场强度，可以断定可以断定( ( ) )A Aa a b b c c B BE Ea a E Eb b E Ec cC Ca ab bb bc c D DE Ea aE Eb bE Ec
9、c4 4.a.a、b b、c c、d d是匀强电场中的四个点，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它们正好是一个矩形的四个顶点电场线与矩形所在的平面平行已知的平面平行已知a a点的电势是点的电势是 2020 V V，b b点的电势是点的电势是 2424 V V，d d点的电势是点的电势是 4 4 V V如图如图 3 3 所示，所示，由此可知，由此可知，c c点的电势为点的电势为( ( ) )A A4 4 V V B B8 8 V VC C1212 V V D D2424 V V5 5下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A A匀强电场中各处场强相等，电势也
10、相等匀强电场中各处场强相等，电势也相等B B等势体各点电势相等，场强也相等等势体各点电势相等，场强也相等C C沿电场线方向电势一定越来越低沿电场线方向电势一定越来越低D D电势降低的方向就是电场线的方向电势降低的方向就是电场线的方向6 6下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是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 A在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大B B场强在数值上等于每单位距离上的电势降落场强在数值上等于每单位距离上的电势降落C C沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等沿着电场线方向，任
11、何相同距离上的电势降落必定相等D D电势降低的方向必定是电场强度的方向电势降低的方向必定是电场强度的方向7 7下图中，下图中，A A、B B、C C是匀强电场中的三个点，各点电势是匀强电场中的三个点，各点电势 A A1010 V V、B B2 2 V V、C C6 6 V V，A A、B B、C C三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是( ( ) )248 8如图如图 4 4 所示，匀强电场场强所示，匀强电场场强E E100100 V/mV/m，A A、B B两点相距两点相距 1010 cmcm，A A、B B连线与电场线夹
12、角为连线与电场线夹角为 6060，则，则U UBABA之值为之值为( ( ) )A A1010 V V B B1010 V V C C5 5 V V D D5 5 V V3 39 9如图如图 5 5 所示，所示，A A、B B、C C三点都在匀强电场中，已知三点都在匀强电场中，已知ACACBCBC，ABCABC6060，BCBC2020 cmcm，把一个电荷量，把一个电荷量q q10105 5 C C 的正电荷从的正电荷从A A移到移到B B，静电力做功为零；，静电力做功为零；从从B B移到移到C C，静电力做功为，静电力做功为1.73101.73103 3 J J，则该匀强电场的场强大小和，
13、则该匀强电场的场强大小和方向为方向为( ( ) )A A865865 V/mV/m，垂直，垂直ACAC向左向左B B865865 V/mV/m，垂直，垂直ACAC向右向右C C1 1 000000 V/mV/m，垂直，垂直ABAB斜向上斜向上D D1 1 000000 V/mV/m，垂直，垂直ABAB斜向下斜向下1010如图如图 1 16 61111 所示所示的匀强电场中有的匀强电场中有a a、b b、c c三点，三点，5 5 cmcm，1212 cmcm，其中，其中abab沿电沿电a ab bb bc c场方向，场方向，bcbc和电场方向成和电场方向成 6060角一个电荷量为角一个电荷量为q
14、 q4104108 8 C C 的正电荷从的正电荷从a a移到移到b b，静电力做，静电力做功为功为W W1 11.2101.2107 7 J J求：求：(1)(1)匀强电场的场强匀强电场的场强(2)(2)电荷从电荷从b b移到移到c c，静电力做的功，静电力做的功(3)(3)a a、c c两点间的电势差两点间的电势差答案答案25例例 1.C 例例 2500N/C 例例 3 解解/= 150/0.06 = 2.5103 （V/m） UAB=150V0，则则AB ，沿电场线方向电，沿电场线方向电 势降低，故场强方向向右。势降低，故场强方向向右。UCA = UCA （AA为等势面）为等势面）UAC = Ed= EACcos600 = 2.51030.14= 1.75102 （V）21所以所以 UCA = 1.75102 （V） 例例 4.解析解析 把电荷把电荷 q 从从 A 移到移到 B 电场力不做功，说明电场力不做功，说明 A、B 两点在同一等势面上。因该电场为两点在同一等势面上。因该电场为 匀强电场，等势线为直线，故图中直线匀强电场，等势线为直线，故图中直线 AB 即为等势线。又即
