江蘇省東臺市高中物理 第一章 靜電場 1.6 電場強度與電勢差導(dǎo)學案新人教版選修3-1.doc

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1.6 電勢差與電場強度的關(guān)系 班級 姓名 ， 1課時 使用時間 一.學習目標 通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢差與電場強度的關(guān)系 重點：理解勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系Ｕ＝Ｅd，并且能夠推導(dǎo)出這個關(guān)系式。 難點：會用關(guān)系式Ｕ＝Ｅd進行有關(guān)計算。 二、自學檢測 1．電場力做功與電勢差的關(guān)系：WAB＝_________. 2．電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量，沿電場線方向電勢_____． 3．電場強度是___量，電勢差是____量． 4．勻強電場中兩點間的電勢差等于_____________________________ ______的乘積，即U＝____. 5．在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點間的_______與兩點沿電場強度方向距離的比值，公式表示為E＝____. 由公式E＝U/d得出的場強單位的是_______，以前學習的場強單位是_______． 三、合作探究 電勢差與電場強度的關(guān)系 [問題設(shè)計] 如圖1所示的勻強電場中有A、B兩點，已知場強大小為E，A、B兩點間的電勢差為UAB，A、B間距離為d，電荷q從A點移動到B點，回答下列問題： (1)電荷所受電場力是多少？從力和位移的角度計算電場力所做功的大?。? (2)通過A、B間的電勢差計算電場力所做功的大?。? (3)比較兩次計算的功的大小，得到怎樣的結(jié)論？ [歸納小結(jié)] 1．勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿_____方向的距離的乘積． 2．公式U＝Ed只適用于_____電場，其中d為AB兩點沿電場方向的距離． 3．公式E＝說明電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向___________降低的電勢，且場強方向就是電勢__________的方向． 例1　對公式E＝的理解，下列說法正確的是 ( 　) A．此公式適用于計算任何電場中a、b兩點間的電勢差 B．a(chǎn)點和b點間距離越大，則這兩點的電勢差越大 C．公式中的d是指a點和b點之間的距離 D．公式中的d是a、b兩個等勢面間的垂直距離 例2、關(guān)于勻強電場電勢差和場強的關(guān)系，正確的說法是：（ ） A、在相同距離的兩點上，電勢差大的其場強也必定大 B、任意兩點間的電勢差等于場強和這兩點距離的乘積 C、電勢減小的方向必定是場強的方向 D、沿電場線的方向任意相同距離上的電勢差必定相等 例3、如圖所示，勻強電場中有A、B、C三點，它們的連線構(gòu)成一個直角三角形，AB＝0.12m，AC＝0.05m，把一電荷量q＝－110-8C的點電荷從B點移到C點，電場力做功為510-7J，把點電荷從B點移到A點，電場力做功仍為510-7J，由此可知電場強度的方向為 ，電場強度的大小為 ，B、C兩點帶電電勢差是 。 【當堂檢測】 1．下列關(guān)于勻強電場中場強和電勢差關(guān)系的說法，正確的是 (　　) A．在相同距離上，電勢差大的其場強也必定大 B．任意兩點的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積 C．沿著電場線方向，相同距離上的電勢降落必定相等 D．電勢降低的方向，必定是電場強度的方向 2．下列靜電學公式中，F(xiàn)、q、E、U、r和d分別表示電場力、電荷量、場強、電勢差及距離，①F＝k，②E＝k，③E＝，④U＝Ed，有關(guān)四個公式的說法中正確的是 (　　) A．它們都只對點電荷或點電荷的電場成立 B．①②③只對點電荷或點電荷電場成立，④對任何電場都成立 C．①②只對點電荷成立，③對任何電場成立，④只對勻強電場成立 D．①②只對點電荷成立，③④對任何電場成立 3．在一個勻強電場中有a、b兩點，相距為d，電場強度為E，把一個電荷量為q 的負電荷由a移到b點時，電場力對電荷做正功W，以下說法正確的是 (　　) A．a(chǎn)點電勢比b點電勢低 B．a(chǎn)、b兩點電勢差大小為U＝Ed C．a(chǎn)、b兩點電勢差大小為U＝ D．該電荷在b點電勢能較a點大 4．如圖1所示是勻強電場中的一組等勢面，每兩個相鄰等勢面間 的距離都是25 cm，由此可確定電場強度的方向及大小為(　　) A．豎直向下，E＝0.4 N/C B．水平向右，E＝0.4 N/C C．水平向左，E＝40 N/C D．水平向右，E＝40 V/m 5．如圖2所示，在電場中任意取一條電場線，電場線上的a、b兩點相距 為d，則 (　　) A．a(chǎn)點場強一定大于b點的場強 B．a(chǎn)點的電勢一定高于b點的電勢 C．a(chǎn)、b兩點間的電勢差一定等于Ed(E為a點的場強) D．a(chǎn)、b兩點間的電勢差等于單位正電荷由a點沿任意路徑移動到b點的過程中電場力所做的功 7．下列圖中，a、b、c是勻強電場中的三個點，各點電勢φa＝10 V，φb＝2 V，φc＝6 V，a、b、c三點在同一平面上，圖中電場強度的方向表示正確的是 (　　) 8．如圖4實線為某電場的電場線，虛線為等勢線，已知c為線段ab的 中點，過a、b的等勢線的電勢分別為30 V和10 V．則c點的電勢 (　　) A．φc＝20 V B．φc>20 V C．φc<20 V D．φc的范圍無法確定 9．如圖6所示，在勻強電場中，有A、B兩點，它們之間的距離為 2 cm，兩點的連線與場強方向成60角．將一個電荷量為－2 10－5 C的電荷由A移到B，其電勢能增加了0.1 J．問： (1)在此過程中，電場力對該電荷做了多少功？ (2)A、B兩點的電勢差UAB為多大？ (3)勻強電場的場強為多大？ 四．檢測清盤 1、關(guān)于靜電場的說法中正確的是：（ ） A、在勻強電場中，任意兩點間的電勢差與這兩點間的距離成正比 B、在勻強電場中，電勢降低的方向就是場強方向 C、電荷在等勢面上移動時不受電場力 D、若電場力對電荷作正功，電荷的電勢能一定減小，而動能不一定增加 2、下列對于公式E=的理解，錯誤的是：（ ） A、它僅適用于勻強電場 B、在勻強電場中，場強的數(shù)值等于每單位距離上降低的電勢 C、場強的另一單位V/m，適用于任何電場 D、只要測出兩點的電勢差和兩點的間距，就可算出電場強度 3、如圖所示，有豎直向下的勻強電場，A、B兩等勢面間距離為5㎝，電勢差為25V，在電場中P點固定放置電量為510-9C的負點電荷，此時電場中有一點場強為零，此點在P點的：（ ） A、上方30㎝ B、下方30㎝ C、上方25㎝ D、下方25㎝ 4、如圖所示，勻強電場中的A、B、C三點的連線構(gòu)成邊長為的等邊三角形。把帶電量為-e的電子從A移動到B，電場力做功W；把帶電量為e的粒子從B移到C，電場力也做功W，則下列說法中正確的是：（ ） A、A、B、C三點的電勢關(guān)系為A＞B＞C B、A、B、C三點的電勢關(guān)系為A＞B=C C、電場強度的方向一定與AC垂直 D、若場強與紙面平行，則場強大小等于 5、如圖所示，是某勻強電場的三個等勢面，相應(yīng)的電勢值分別為-10V、0、10V，圖中A、B兩點相距2.5㎝，則該勻強電場的場強大小為 V/m。 6、如圖，兩平行金屬板間電場是勻強電場，場強大小為1.0104 V/m,A、B兩板間相距1㎝，C點與A相距0.4㎝，若B接地，則A、B間電勢差UAB= V，將帶電量為- 1.010-12C的點電荷置于C點，其電勢能為 J。 7、在相距為d的A、B兩板之間有a、b、c三點，a點距A板d/3，b、c兩點距B板都是d/3，A板接地，A、B兩板間的電壓為U，如圖所示，則b點的電勢為 ，點電荷+q從a點移到c的過程中，電場力做功 ，點電荷-q在a點具有的電勢能為 。 五、 學有所得