江蘇省東臺(tái)市高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.6 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-1.doc

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1.6 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 班級(jí) 姓名 ， 1課時(shí) 使用時(shí)間 一.學(xué)習(xí)目標(biāo) 通過(guò)對(duì)電場(chǎng)力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 重點(diǎn)：理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系Ｕ＝Ｅd，并且能夠推導(dǎo)出這個(gè)關(guān)系式。 難點(diǎn)：會(huì)用關(guān)系式Ｕ＝Ｅd進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 二、自學(xué)檢測(cè) 1．電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系：WAB＝_________. 2．電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)_____． 3．電場(chǎng)強(qiáng)度是___量，電勢(shì)差是____量． 4．勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于_____________________________ ______的乘積，即U＝____. 5．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的_______與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值，公式表示為E＝____. 由公式E＝U/d得出的場(chǎng)強(qiáng)單位的是_______，以前學(xué)習(xí)的場(chǎng)強(qiáng)單位是_______． 三、合作探究 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 如圖1所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，已知場(chǎng)強(qiáng)大小為E，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB，A、B間距離為d，電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，回答下列問(wèn)題： (1)電荷所受電場(chǎng)力是多少？從力和位移的角度計(jì)算電場(chǎng)力所做功的大?。? (2)通過(guò)A、B間的電勢(shì)差計(jì)算電場(chǎng)力所做功的大小． (3)比較兩次計(jì)算的功的大小，得到怎樣的結(jié)論？ [歸納小結(jié)] 1．勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿_____方向的距離的乘積． 2．公式U＝Ed只適用于_____電場(chǎng)，其中d為AB兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離． 3．公式E＝說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向___________降低的電勢(shì)，且場(chǎng)強(qiáng)方向就是電勢(shì)__________的方向． 例1　對(duì)公式E＝的理解，下列說(shuō)法正確的是 ( 　) A．此公式適用于計(jì)算任何電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)間距離越大，則這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大 C．公式中的d是指a點(diǎn)和b點(diǎn)之間的距離 D．公式中的d是a、b兩個(gè)等勢(shì)面間的垂直距離 例2、關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)電勢(shì)差和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系，正確的說(shuō)法是：（ ） A、在相同距離的兩點(diǎn)上，電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)也必定大 B、任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)距離的乘積 C、電勢(shì)減小的方向必定是場(chǎng)強(qiáng)的方向 D、沿電場(chǎng)線的方向任意相同距離上的電勢(shì)差必定相等 例3、如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn)，它們的連線構(gòu)成一個(gè)直角三角形，AB＝0.12m，AC＝0.05m，把一電荷量q＝－110-8C的點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為510-7J，把點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)，電場(chǎng)力做功仍為510-7J，由此可知電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)? ，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 ，B、C兩點(diǎn)帶電電勢(shì)差是 。 【當(dāng)堂檢測(cè)】 1．下列關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差關(guān)系的說(shuō)法，正確的是 (　　) A．在相同距離上，電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)也必定大 B．任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積 C．沿著電場(chǎng)線方向，相同距離上的電勢(shì)降落必定相等 D．電勢(shì)降低的方向，必定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 2．下列靜電學(xué)公式中，F(xiàn)、q、E、U、r和d分別表示電場(chǎng)力、電荷量、場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)差及距離，①F＝k，②E＝k，③E＝，④U＝Ed，有關(guān)四個(gè)公式的說(shuō)法中正確的是 (　　) A．它們都只對(duì)點(diǎn)電荷或點(diǎn)電荷的電場(chǎng)成立 B．①②③只對(duì)點(diǎn)電荷或點(diǎn)電荷電場(chǎng)成立，④對(duì)任何電場(chǎng)都成立 C．①②只對(duì)點(diǎn)電荷成立，③對(duì)任何電場(chǎng)成立，④只對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)成立 D．①②只對(duì)點(diǎn)電荷成立，③④對(duì)任何電場(chǎng)成立 3．在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，相距為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，把一個(gè)電荷量為q 的負(fù)電荷由a移到b點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功W，以下說(shuō)法正確的是 (　　) A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢(shì)差大小為U＝Ed C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢(shì)差大小為U＝ D．該電荷在b點(diǎn)電勢(shì)能較a點(diǎn)大 4．如圖1所示是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面間 的距離都是25 cm，由此可確定電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)中任意取一條電場(chǎng)線，電場(chǎng)線上的a、b兩點(diǎn)相距 為d，則 (　　) A．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)一定高于b點(diǎn)的電勢(shì) C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定等于Ed(E為a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)) D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于單位正電荷由a點(diǎn)沿任意路徑移動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功 7．下列圖中，a、b、c是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)電勢(shì)φa＝10 V，φb＝2 V，φc＝6 V，a、b、c三點(diǎn)在同一平面上，圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是 (　　) 8．如圖4實(shí)線為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，已知c為線段ab的 中點(diǎn)，過(guò)a、b的等勢(shì)線的電勢(shì)分別為30 V和10 V．則c點(diǎn)的電勢(shì) (　　) A．φc＝20 V B．φc>20 V C．φc<20 V D．φc的范圍無(wú)法確定 9．如圖6所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有A、B兩點(diǎn)，它們之間的距離為 2 cm，兩點(diǎn)的連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成60角．將一個(gè)電荷量為－2 10－5 C的電荷由A移到B，其電勢(shì)能增加了0.1 J．問(wèn)： (1)在此過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)該電荷做了多少功？ (2)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB為多大？ (3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多大？ 四．檢測(cè)清盤 1、關(guān)于靜電場(chǎng)的說(shuō)法中正確的是：（ ） A、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)間的距離成正比 B、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)降低的方向就是場(chǎng)強(qiáng)方向 C、電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力 D、若電場(chǎng)力對(duì)電荷作正功，電荷的電勢(shì)能一定減小，而動(dòng)能不一定增加 2、下列對(duì)于公式E=的理解，錯(cuò)誤的是：（ ） A、它僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) B、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的數(shù)值等于每單位距離上降低的電勢(shì) C、場(chǎng)強(qiáng)的另一單位V/m，適用于任何電場(chǎng) D、只要測(cè)出兩點(diǎn)的電勢(shì)差和兩點(diǎn)的間距，就可算出電場(chǎng)強(qiáng)度 3、如圖所示，有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B兩等勢(shì)面間距離為5㎝，電勢(shì)差為25V，在電場(chǎng)中P點(diǎn)固定放置電量為510-9C的負(fù)點(diǎn)電荷，此時(shí)電場(chǎng)中有一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，此點(diǎn)在P點(diǎn)的：（ ） A、上方30㎝ B、下方30㎝ C、上方25㎝ D、下方25㎝ 4、如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)的連線構(gòu)成邊長(zhǎng)為的等邊三角形。把帶電量為-e的電子從A移動(dòng)到B，電場(chǎng)力做功W；把帶電量為e的粒子從B移到C，電場(chǎng)力也做功W，則下列說(shuō)法中正確的是：（ ） A、A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為A＞B＞C B、A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為A＞B=C C、電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定與AC垂直 D、若場(chǎng)強(qiáng)與紙面平行，則場(chǎng)強(qiáng)大小等于 5、如圖所示，是某勻強(qiáng)電場(chǎng)的三個(gè)等勢(shì)面，相應(yīng)的電勢(shì)值分別為-10V、0、10V，圖中A、B兩點(diǎn)相距2.5㎝，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 V/m。 6、如圖，兩平行金屬板間電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為1.0104 V/m,A、B兩板間相距1㎝，C點(diǎn)與A相距0.4㎝，若B接地，則A、B間電勢(shì)差UAB= V，將帶電量為- 1.010-12C的點(diǎn)電荷置于C點(diǎn)，其電勢(shì)能為 J。 7、在相距為d的A、B兩板之間有a、b、c三點(diǎn)，a點(diǎn)距A板d/3，b、c兩點(diǎn)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(diǎn)的電勢(shì)為 ，點(diǎn)電荷+q從a點(diǎn)移到c的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功 ，點(diǎn)電荷-q在a點(diǎn)具有的電勢(shì)能為 。 五、 學(xué)有所得