电势差与电场强度的关系教案

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1、电势差与电场强度的关系教案13．7电势差与电场强度的关系一、教学目标1．定性掌握电势差与场强的关系。2．定量掌握匀强场中电势差与场强的关系。二、教学重点、难点1．场强方向——电势降低最快的方向。2．U=E•d——d为沿场强方向两点所在等势面间距离。三、教学方法：讲授法四、教具：投影仪、幻灯片五、教学过程：（一）引入新场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的。那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强场为例研究。（二）进行新前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越越低，从图中可以看出沿AB、AD、A方向，电势都在降低，但沿AB

2、方向距离最短，即降低得最快，而AB方向即为场强方向，可见场强的方向是指向电势降低最快的方向。1．场强方向是指向电势降低最快的方向。我们再研究场强和电势差的数量关系。设AB间距离为d，电势差为U1，场强为E。把正电荷q从A点移到B时，电场力qE所做的功为=qEd。利用电势差和功的关系，这个功又可求得为=qU，比较这两个式子，可得=qEd=Uq，即U=Ed。这就是说，在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。如果不是沿场强方向的呢？例如AD两点间电势差仍为U，设AD间距离s，与AB夹角α，将正电荷从A移动到D，受电场力方向水平向右，与位移夹角α，故电场力做

3、功为=Eqssα，ssα=d，所以=Eqssα=Eqd。利用电势差和功的关系，=qU，比较这两个式子可得U=Essα=Ed。d为AB两点间距离，也是AB所在等势面间距离或者可以说是AD两点间距离s在场强方向的投影。2．U=Ed。U为两点间电压，E为场强，d为两点间距离在场强方向的投影。3．由U=Ed，得E=U/d，可得场强的另一个单位：V/。1伏/米＝＝1牛/库所以场强的两个单位伏/米，牛/库是相等的。注意：此公式只适用于匀强场。（三）例题精讲【例1】匀强电场E=200N/，UA=V，AB间距离多少？UA＝Ed＝=2×＝×【例2】匀强电场电场线与A平行，把10的负电荷从A移至B的

4、电场力，做功6×10，AB长6，求：（1）场强方向；（2）设B处电势为1V，则A处电势为多少？（3）场强为多少？电子在A点电势能为多少？解（1）将负电荷从A移至B，电场力做正功，所以所受电场力方向沿A至，又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向应为至A方向。（2）由=qUU=/q=6×10/10=6V即AB两点间电势差为6V。沿电场线方向电势降低，B点电势高于A点电势。U=UB-UA，UB=1V，UA=UB-U，UA=1V-6V=-V，即A点的电势-V。（3）由B向A做垂线交于D，D与B在同一等势面上。＝＝U＝6V，沿场强方向AD两点间距离为＝6×＝3＝003所

5、以E＝＝200V/。（4）电子在A点的电势能E=qU=（-e）×（-V）=eV（注：计算电势能时要带号运算。）【例3】一个10-的电荷从电场外移到电场内一点A，外力克服电场力做功0006，则A点电势为多少？如果此电荷从电场外移到电场内另一点B时，电场力做功是0002，则AB两点间电势差UAB为多少？如果有另一个电量是02的负电荷从A移到B，则电场力做正功还是负功，大小是多少？解（1）正电荷在场外时电势能、电势均为零，从场外移至A点电场力做负功，所以电势能增加，即在A点正电荷具有的电势能为正，A点的电势也为正，又因为=qUA∞，所以UA∞＝/q＝0006/10-＝6×102V，U∞

6、＝0，UA∞＝UA-U∞，UA＝6×102V（2）＝qUAB，UAB＝/q＝0002/10-＝2×102V。（3）将10－的正电荷从A移至B时电场力做正功，如果将负电荷从A移到B，负电荷所受电场力方向与正电荷所受电场力方向相反，电场力对正电荷做正功，对负电荷做功为负，大小为=qUAB=02×2×102V=40（四）堂练习见教材133页练习六（1）、（2）、（3）题。（五）布置作业133页练习六（4）、（）、题做在作业本上。说明：1．学习本节学生易犯的一个错误是把电势高低与场强大小直接联系起，认为电场中某点电势高（低）电场强度就大（小）。因此，我们在引入题时要正确强调讨论电势差和场

7、强的关系，并且在一开始先指出这两个概念的不同之处。2．在引导学生推导关系的过程中，要注意让学生仔细体会推导思路，物理意义：从力的角度计算功是=qEd，从能的角度计算是==qU。3．要使学生明确公式U=Ed的使用条是：匀强电场，且沿着场强方向。