电势差与电场强度的关系教案2

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1、1.6电势差和电场强度的关系学案学习目标1、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed，并能推导这个关系式。2、会用U=Ed进行有关计算。3、通过分析寻找物理量之间在内在联系，提高分析推理能力。学习重点理解匀强电场中电势差与电场强度的关系Ｕ＝Ｅd，并且能够推导出这个关系式。学习难点会用关系式Ｕ＝Ｅd进行有关计算。知识梳理一、电场强度与电势差的不同之处１、物理意义不同：电场强度Ｅ描述电场力的特征，电势差Ｕ描述电场能的特征；２、Ｅ是矢量，Ｕ是标量；３、表达式不同：Ｅ＝Ｆ／q　　，U=W/q；４、单位不同：

2、Ｅ为Ｖ／m，U为V二、场强强度与电势差的联系。１、在匀强电场中Ｅ＝ＵＡＢ／d２、电场中，电势降落最快的方向为电场强度的方向；３、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。例题精讲例1.如图所示，匀强电场中有A、B、C三点，它们的连线构成一个直角三角形，AB＝0.12m，AC＝0.05m，把一电荷量q＝－1×10-8C的点电荷从B点移到C点，电场力做功为5×10-7J，把点电荷从B点移到A点，电场力做功仍为5×10-7J，由此可知电场强度的方向为，电场强度的大小为，B、C两点带电电势差

3、是。解析：由题意可知：电荷从B移到A、C两点，电场力做功相等，表明电荷在A、C两点的电势能相等，故A、C两点具有相同的电势，A、C两点在同一等势面上，由于电场线垂直于等势面，所以场强方向与AC连线垂直；又由于负电荷从B移到A或C时电场力做正功，表明负电荷受到的电场力方向由B指向等势面AC，故场强方向应当由等势面AC指向B，即由A指向B。B、C两点的电势差UBC＝A、C两点在等势面上，UBA＝UBC＝50V，由图示可知AB垂直于AC，故场强：答案：由A指向B；417V/m；50V例2.平行金属板A、B带电

4、后，板间产生匀强电场，如下图所示，两板间距是5cm，两板间电压是60V.求：(1)两板间的场强．(2)电场中有P1和P2两点，P1点距离A板0.5cm，P2点距离B板也是0.5cm.P1、P2两点间电势差多大？(3)若将B板接地，P1与P2两点的电势各是多少伏？解析：(1)两板之间是匀强电场，由E＝＝V/m＝1.2×103V/m.(2)P1、P2两点间沿场强方向的距离：d＝4.0cm，所以UP1P2＝Ed＝1.2×103×4×10－2V＝48V.(3)B板接地，选其电势为零，电场中某点的电势就等于该点与

5、B板的电势差．所以φP1＝E·d1＝1.2×103×4.5×10－2V＝54V，φP2＝1.2×103×0.5×10－2V＝6V.答案：(1)1.2×103V/m；(2)48V；(3)54V；6V当堂练习1．如图所示，在沿x轴正向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心，r为半径做逆时针转动，当OA与x轴正向成θ角时，O、A两点间的电势差为(　　)A．UOA＝E·rB．UOA＝E·rsinθC．UOA＝E·rcosθD．UOA＝－Er·cosθ2.夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大

6、的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电．设两云团之间电势差保持3×109V不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3×106V/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过________秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为500C，闪电历时0.01s，则此过程中的平均电流为________安培．(提示：电流I＝)3.如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将1×10-6C的负电荷由A点沿水平线移至B点，电场力做

7、了2×10-6J的功，A、B间的距离为2cm。问（1）匀强电场场强多大？方向如何？（2）A、B两点间的电势差多大？若B点电势为1V，A点电势为多少？当堂练习答案1.C解析：由图可知OA沿场强方向的距离为：d＝cosθ＝rcosθ，根据匀强电场中场强与电势差的关系：UOA＝E·d＝Ercosθ，选C.3.200V/m斜向上方-2V-1V2.400　50000解析：设经过时间t后发生放电现象，则由U＝Ed可知，d＝，而t＝解之得，t＝400s由I＝可知，I＝A＝50000A【反思】收获疑问