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1、第一第一章章 静电场的描述静电场的描述学习目标STSE情境导学1.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关2掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系3知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行计算4理解匀强电场中电势差与电场强度的关系UEd，并且能够推导出这个关系式5会用关系式UEd进行有关的计算知识点一电势差1电势差(1)定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压(2)表达式：设电场中点A的电势为A，点B的电势为B.则A、B两点之间的电势差UAB可以表示为UABAB(3)单位：在国际单位制中，单位是伏，符号V
2、.2静电做功与电势差如图所示，A、B是一条直电场线上的两点，相距为d，设A点的电场强度为EA，则()AA点电场强度一定大于B点电场强度BA点电势一定高于B点电势CB点电势一定高于A点电势DA、B两点间的电势差一定等于EAd解析：只有一条电场线，无法判断A、B两点哪一点处的电场线较密，故无法判断A、B两点电场强度的大小；但由于沿电场线的方向电势逐渐降低，故A点电势一定高于B点电势；由于该电场不一定是匀强电场，故A、B两点间的电势差不一定是EAd.故选项B正确答案：B学习小结1通过类比高度差理解电势差的含义2从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系探究一静电力做功与电势差的关系3电势和电势差的比
3、较【典例1】有一个带电荷量q3106 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6104 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9104 J的功则：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)若B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？必是从低电势点移到高电势点，即BC，UBC300 VUCAUCBUBAUBC(UAB)300 V200 V100 V.(2)若B0，由UABAB，得AUAB200 V.由UBCBC，得CBUBC0(300)V300 V.电荷在A点的电势能EpAqA3106200 J6104 J.电荷在C点的电势能EpCqC3106
4、300 J9104 J.答案：见解析1.如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6109 C的正点电荷从A经B、C到达D点，则从A到D，电场力对电荷做的功为()A4.8108 J B4.8108 JC8.0108 J D8.0108 J解析：UADAD40 V(10)V30 V，所以WADqUAD1.6109(30)J4.8108 J.答案：B2在电场中将一带电荷量q1109 C的负电荷从B点移至A点时，克服电场力做功2106 J，将该电荷从A点移至C点，则需克服电场力做功3106 J，则BC间的电势差大小为()A5 000 V B3 000 VC2 000 V D1 000 V1匀强电场
5、中电场强度和电势差的关系(1)定性分析：电势和电场强度都是描述电场性质的物理量，都由电场本身决定，但这两个物理量之间无直接关系电场强度是从力的角度描述电场性质的物理量，是矢量；而电势则是从能量角度来描述电场性质的物理量，是标量但是它们又有着定量的关系2电势差与电场强度的对比【典例2】如图所示，在E500 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d2 cm，它们的连线跟场强方向的夹角是60，则Uab等于()A5 V B10 VC5 V D10 V解析：在电场线方向上a、b两点间的距离(或a、b两点所在等势面间的距离)为dabcos 601 cm，所以|Uab|Ed5001102 V5 V由题图可知ab
6、，故Uab0，所以Uab5 V，C正确答案：C应用公式UEd时需要注意的问题(1)此式仅适用于匀强电场(2)d是指沿电场线方向上两点间的距离，而不是两点间连线的长度3关于匀强电场中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，电势差小的其场强必定大B任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积C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探究三对电场强度的进一步理解1关于场强E的几个表达式2关于电场强度与电势的理解(1)电场强度为0的地方电势不一定为0，如等量同种点电荷连线的中点；电势为0的地方电场强度也不一定为0，如等量异种点电荷连线的中点(2)电
7、场强度相等的地方电势不一定相等，如匀强电场；电势相等的地方电场强度不一定相等，如点电荷周围的等势面3电场强度、电势、电势差、电势能的比较矢标性矢量，方向为正电荷的受力方向标量，但有正负，正负只表示大小标量，但有正负，正负只表示电势的高低正正得正(正电荷在正电势位置有正电势能)，负正得负，负负得正决定因素电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关电势由电场本身决定，与试探电荷无关，其大小与零电势点的选取有关，有相对性由电场本身决定，与试探电荷无关，与零电势点的选取无关由电荷量和电荷所在位置的电势决定，与零电势点选取有关，有相对性【典例3】如图所示，两个平行金属板M、N间距离d1.2 cm，两板接在电
8、压U240 V的电源上，M板接地，板间A点距M板0.2 cm，B点距N板0.5 cm.一个电荷量q3104 C的点电荷放在A点处(1)试求该电荷在A点所受的电场力；(2)试求该电荷在A点所具有的电势能和A点的电势；(3)若该电荷由A点运动到B点，电场力做多少功？应用等分法的两点注意事项(1)用等分法确定电势或场强方向只适用于匀强电场(2)等分法的关键是找到电势相等的点，进而画出电场线5.如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2105 C的正电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.2 J已知A、B两点间距离为2 cm，两点连线与电场方向成60角，求：(1)电荷由A移到B的过程中，电场力所做的功WAB；(2)A、B两点间的电势差UAB；(3)该匀强电场的电场强度大小E和方向6如图，A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势A10 V、B2 V、C6 V，A、B、C三点在同一平面内，下列图中电场强度的方向表示正确的是()A B CD解析：由题意可知，题图各点的电势分别为A10 V，B2 V，C6 V因此AB连线的中点D的电势即为6 V，所以连接CD，即为等势线；因A点电势较高，故电场线的方向垂直CD斜向右答案：D
