高中物理第一章电场第五节电场强度与电势差的关系教学案粤教版.doc

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1、第五节电场强度与电势差的关系　　　　　　　　　　　　　1．公式U＝Ed仅适用于匀强电场，其中d表示电场中两点沿电场方向的距离。2．由E＝可知，电场强度在数值上等于沿电场方向距离为单位长度的两点间的电势差。3．电场线跟等势面垂直，电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏。一、场强与电势差的关系如图151所示，在匀强电场中，电荷q从A点移动到B点。图151(1)电场力做功WAB与UAB的关系为WAB＝qUAB。(2)由F＝qE，WAB＝Fd＝qEd。(3)对比两种计算结果，得U＝Ed。(4)公式UAB＝Ed的适用条件是：E是匀强电场，d是沿电场方向的距离。(5)单位：场强的另一单位是伏/

2、米，符号为V/m。二、电场线与等势面的关系(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。③电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏。191．自主思考——判一判(1)由公式E＝可知，电场强度与电势差U成正比。(×)(2)电场线的方向就是电势逐渐降落的方向。(×)(3)E＝与E＝k中的q和Q表示相同的含义。(×)(4)沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等。(×)(5)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积。(

3、×)(6)已知等势面的形状分布，可以绘制电场线。(√)2．合作探究——议一议(1)匀强电场中，在同一方向上经过相同的距离，电势差相等，反过来，也成立吗？提示：反过来不成立。如图所示，UAB＝UAC，但AB的长度不等于AC的长度。(2)为何说电场强度的两个单位N/C与V/m是相同的？提示：1V/m＝1J/(C·m)＝1(N·m)/(C·m)＝1N/C。(3)为何说当电荷沿等势面移动时，电场力不做功？提示：由于电场线与等势面垂直，即电荷所受的电场力与等势面垂直，即当电荷沿等势面移动时，电场力方向始终与速度方向垂直，电场力不做功。对关系式U＝Ed和E＝的理解1．关系式表明了电场强度与电势差的关系

4、大小关系由E＝可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势方向关系电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向物理意义电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间变化的快慢2.在非匀强电场中，公式E＝可用来定性分析问题，由E＝可以得出结论：在等差等势面越密的地方场强就越大，如图152甲所示。再如图乙所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离ab＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故Uab＜Ubc。19图1521．如图153所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示

5、a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定(　　)图153A．φa＞φb＞φc　　　　　B．Ea＞Eb＞EcC．φa－φb＝φb－φcD．Ea＝Eb＝Ec解析：选A　电场线是沿直线的电场，通常有如图所示几种情况：题中给出的一条电场线，不一定是哪一种，因此B、C、D均不正确。其中在前三个图中可由U＝Ed定性分析。不论是何种情况的电场，沿着电场线方向电势总是降低的，φa＞φb＞φc，故A正确。2.如图154所示，三个同心圆是点电荷q周围的三个等势面，A、B、C是这三个等势面与一条电场线的交点，且AB＝BC。A、C两点的电势分别为φA＝10V和φC＝2V，则B点的电势(　　)图154A．等于6VB

6、．低于6VC．高于6VD．无法确定19解析：选B　因点电荷所形成的电场离点电荷越远电场强度越小，故有φA－φB＞φB－φC，即φB＜＝6V，B正确。3.如图155所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E＝100V/m，则O、P两点的电势差可表示为(　　)图155A．UOP＝－10sinθ(V)B．UOP＝10sinθ(V)C．UOP＝－10cosθ(V)D．UOP＝10cosθ(V)解析：选A　本题主要考查匀强电场中电场强度与电势的关系，意在考查U＝Ed中d的物理意义

7、。由图知UOP＝－E·PO·sinθ＝－10sinθ(V)。对电场强度的进一步理解1．关于场强E的几个表达式公式适用范围说明E＝任何电场定义式，q为试探电荷的电量E＝k真空中点电荷形成的电场Q为场源电荷的电量，E表示跟点电荷相距r处的某点的场强E＝匀强电场U为沿电场线方向上相距为d的两点间的电势差2．关于电场强度与电势的理解(1)电场强度为零的地方电势不一定为零，如等量同种点电荷连线的中点；电势为零的地方电场强度也不一定