电场强度与电势差的关系.docx

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1、第五节电场强度与电势差的关系学习目标知识脉络1.知道在匀强电场中，电势差和电场强度的定量关系，掌握公式UE＝d.(重点、难点)2．知道电场强度另一单位“伏特每米”的物理意义．3．知道电场线与等势面的关系．(重点)探究场强与电势差的关系[先填空]在匀强电场中：1．电场力做功W与电势差U的关系为W＝qU.2．电场力做功W与电场力qE的关系为W＝qEd.U3．电场强度与电势差的关系E＝d.[再判断]U1．在公式E＝d中d是沿电场线方向的距离．(√)2．W＝qU仅用于匀强电场．(×)3．电场强度的两个单位N/C和V/m是相同的．(√)[后思考]有同学认为：“根据E＝UdAB

2、，若A、B两点在匀强电场的同一等势面上，由UAB＝0，故场强为零”．谈一下你的认识．UAB【提示】该同学分析错误，场强由电场自身决定，与电势差无关，E＝d只是提供了计算场强的一种方式．[合作探讨]第1页如图1-5-1所示，电场强度为E的匀强电场中，A、B两点在同一条电场线上，间距为d，AB⊥BC，A、C连线与A、B连线夹角为θ.图1-5-1探讨1：将正电荷q从A点沿直线移至B点的过程中，电场力做了多少功？A、B间的电势差UAB为多大？WAB【提示】WAB＝Eqd.UAB＝q＝Ed.探讨2：将正电荷q从A点沿直线移至C点的过程中，电场力做了多少功？A、C间的电势差UA

3、C为多大？【提示】WAC＝EqdAC·cosθ＝Eqd.WACUAC＝q＝Ed.探讨3：由UAB＝Ed和UAC＝Ed两个表达式，你对“d”的含义有什么认识？【提示】d为电场中两点间沿电场方向的距离．[核心点击]U1．关于公式U＝Ed和E＝d的几点注意U(1)公式E＝d和U＝Ed适用于匀强电场中电场强度、电势差的分析和计算．(2)公式中的d是匀强电场中沿电场方向的距离，即两点所在的两个等势面间的距离．U(3)在非匀强电场中，电势差与电场强度的关系要复杂得多，应用公式E＝d只能做出定性判断：电场中两点在沿电场线方向(即垂直等势面方向)上的距离越小，电势差越大，则表示该处

4、的电场强度就越大．2．场强的三个公式的比较公式适用范围说明E＝F/q任何电场定义式，q为试探电荷的电量E＝kQ/r2真空中点电荷的Q为场源电荷的电量，E表示跟点电荷相距电场r处的某点的场强第2页U为沿电场线方向上相距为d的两点间的电E＝U/d匀强电场势差1．下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，说法正确的是()A．任意两点间的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积B．沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必相等C．电势减小的方向必是场强方向D．相同距离的两点，电势差大的，其场强也大U【解析】公式E＝d，“d”是沿场强方向上两点间的距离，由此很容易判断出A、D错，B项正确

5、．场强的方向是电势降落“最快的”方向而不是指电势降低的方向，故C项错误．【答案】B2．a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，如图1-5-2所示，由此可知c点的电势为()图1-5-2A．4VB．8VC．12VD．24V【解析】根据匀强电场的特点，Uad＝Ubc，即φa－φd＝φb－φc，解得φc＝8V，B正确．【答案】B3．如图1-5-3所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为A、EB、EC，电势分别为φA、φB

6、、φC，AB、BC间E的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中不正确的是()图1-5-3ABCB．ECBAA．φ>φ>φ>E>EC．UUAB，选项C对，D错；由电场线的方向是电势降低的方向可知选项A正确．【答案】DU＝Ed的两个推论(1)在匀强电场中，沿任意一个方向，电势下降都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等．如果把某两点间的距离分为n段，则每段两端点的电势差等于原电

7、势差的1/n.(2)在匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点的电势差相等．电场线与等势面的关系[先填空]1．由WAB＝qUAB可知，在同一等势面上移动电荷时因UAB＝0，所以电场力不做功，电场力的方向与电荷移动的方向垂直．2．电场线与等势面的关系(1)电场线与等势面垂直．(2)沿电场线方向各等势面上的电势减小，逆着电场线方向各等势面上的电势增大．(3)电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏．[再判断]1．等势面上各点的电场强度也是相同的．(×)2．点电荷电场中的等势面，是以点电荷为球心的半径不同的同心球面．(√)3．等量异种电荷连线的中垂线一定是等势线．