粵教版高中物理選修-.《電場強度與電勢差的關(guān)系》第課時word學(xué)案

1、粵教版高中物理選修-電場強 度與電勢差的關(guān)系第課時word 學(xué)案作者:日期:21.5電場強度與電勢差的關(guān)系 第1課時學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.理解勻強電場中場強與電勢差的關(guān)系U Ed,并會用公式解決有關(guān)問題.2.掌握等勢面的特點，理解電場線與等勢面的關(guān)系.知識儲備區(qū)一、探究場強與電勢差的關(guān)系1在勻強電場中，沿著電場強度的方向，任意兩點之間的電勢差等于場強與這兩點間距離的乘積，用公式表示為 U= Ed2在勻強電場中，電場強度在數(shù)值上等于沿場強方向距離為單位長度的兩點間的電勢差，一一U用公式表示為 E=匕.二、電場線與等勢面的關(guān)系電場線跟等勢面垂直， 在等勢面上移動電荷電場力不做功.沿著電場線的方向各等勢面

2、上的電勢減小,逆著電場線的方向各等勢面上的電勢增大電場線密的區(qū)域等勢面密，電場線疏的區(qū)域等勢面疏.問題設(shè)計如圖1所示E圖1的勻強電場中有 A B兩點，A、B兩點位于同一條電場線上，B C連線垂直電場線，已知場強大小為E，A、B兩點間的電勢差為 UAb, A、B間距離為d，電荷q從A點移動到B點，回 答下列問題：(1) 電荷所受靜電力是多少？從力和位移的角度計算靜電力所做功的大小.通過A、B間的電勢差計算靜電力做功的大小.(2) 比較兩次計算的功的大小，電勢差與電場強度有何關(guān)系？ 在圖1中，如果將電荷從 A點移動到C點，在利用（1）問中的推導(dǎo)過程試著推導(dǎo)，能獲得何結(jié)論？（已知AB與AC的夾角為0

3、 , A C間的距離為L）答案 （1） F= qE VAB= Fd= qEd WAB= qg UAb= Ed WAc= qELcos 0 = qEd, VAC= qlAc, LAc= Ed要點提煉1 公式U= Ed只適用于勻強電場，其中d為A B兩點沿電場方向的距離.2 電場中A B兩點的電勢差UAb跟電荷移動的路徑無關(guān)，由電場強度E及A、B兩點沿電場方向的距離d決定.3公式E=擷明電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢，且場強方向d就是電勢降低最快的方向.4在勻強電場中，沿任意一個方向，電勢降落都是均勻的，故在同一直線上相同間距的兩 點間電勢差相等；在勻強電場中，相互平行且長度

4、相等的線段兩端點的電勢差相等. 延伸思考公式U= Ed是在勻強電場中得到的，在非勻強電場中能否適用？答案 在非勻強電場中，不能進行定量計算，但可以定性地分析有關(guān)問題.二、電場線與等勢面的關(guān)系問題設(shè)計為什么等勢面一定跟電場線垂直？答案 在同一等勢面上移動電荷時，電勢能不變，所以電場力不做功， 即電場力方向與等勢面垂直，如果不垂直，電場力就有一個沿著等勢面的分量，在等勢面上移動電荷時電場力就要做功，所以等勢面一定跟電場線垂直.要點提煉1 電場線與等勢面垂直等勢面上移動電荷電場力不做功（填“做功”或“不做功” ）2. 沿著電場線的方向各等勢面上的電勢減小 逆著電場線的方向各等勢面上的電勢增大即 電場

5、線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.3. 電場線密的區(qū)域等勢面密，單場線疏的區(qū)域等勢面疏.即電場強度大的地方等勢面密，電場強度小的地方等勢面疏.延伸思考請大致畫出點電荷、 等量異號點電荷、 等量同號點電荷和勻強電場的等勢面.簡述它們的特點？答案正點電荷零応異b點電荷等吐同號正點電荷1 |1 1!> 11 J41i.1II1P1 1P 141 I 11 1H 11 111ii-1 11 |1 4* i1|Hi1 *t1 1 11 11 11 111 -1 1 | 1|l|11HI1i1i1 iiiii ih iiiIi -1 I1 KErrnnrnE 1勻強電場(1) 點電荷的等勢面：點

6、電荷的等勢面是以點電荷為球心的一簇球面.(2) 等量異號點電荷的等勢面：等量異號點電荷的連線上，從正電荷到負(fù)電荷電勢越來越低，中垂線是一等勢線.(3) 等量同號點電荷的等勢面：等量正點電荷連線的中點電勢最低，中垂線上該點的電勢最高，從中點沿中垂線向兩側(cè)，電勢越來越低.連線上和中垂線上關(guān)于中點的對稱點等勢.等量負(fù)點電荷連線的中點電勢最高，中垂線上該點的電勢最低.從中點沿中垂線向兩側(cè)，電勢越來越高，連線上和中垂線上關(guān)于中點的對稱點等勢.(4) 勻強電場的等勢面：勻強電場的等勢面是垂直于電場線的一簇平行等間距的平面.說明：等勢面密集處電場線也密集.任意兩個等勢面不會相交.學(xué)生用書專第15頁典例精析、

7、對電勢差與電場強度關(guān)系的理解例1如圖2所示,P、Q兩金屬板間的電勢差為 50 V,板間存在勻強電場，方向水平向左，板間的距離d= 10 cm, 其中Q板接地，兩板間的 A點距P板4 cm.求：(1) P板及A點的電勢.保持兩板間的電勢差不變，而將Q板向左平移5 cm,則A點的電勢將變?yōu)槎嗌?？解?板間場強方向水平向左，可見Q板是電勢最高處.Q板接地，則電勢 0 q= 0,板間各點電勢均為負(fù)值.禾U用公式E= U可求出板間勻強電場的場強，再由U= Ed可求出各點與 Q板間的電勢差，即各點的電勢.U 5012-1(1)場強 E= d= 10x 10-2 V-m = 5X 10 V-m2 2Q A

8、間電勢差 UQa= Ed'= 5X 10 x (1 0 4) x 10 V = 30 V所以A點電勢0 a= 30 V , P點電勢0 p= UPq= 50 V 當(dāng)Q板向左平移5 cm時，兩板間距離 d= (10 5) cm = 5 cmQ板與A點間距離變?yōu)?d = (10 4) cm 5 cm = 1 cm、U 50.3.電場強度 E'=亍廠=2Vm = 1.0 x 10 V -md5x 103 2Q A 間電勢差 UbA= E' d = 1.0 x 10 x 1.0 x 10 V = 10 V所以A點電勢0 a= 10 V.答案 (1) 50 V 30 V (2)

9、10 VLAb針對訓(xùn)練 (單選)對公式E= "d的理解，下列說法正確的是()A. 此公式適用于計算任何電場中A、B兩點間的電勢差B. A點和B點間距離越大，則這兩點的電勢差越大C. 公式中的d是指A點和B點之間的距離D. 公式中的d是A B所在兩個等勢面間的垂直距離UB解析 公式E=石，僅適用于勻強電場，所以A錯；公式中的d是指A B兩點沿電場線方向的距離，即 A、B所在兩等勢面間的垂直距離所以B C均錯，D對.答案 D、對電場線與等勢面的關(guān)系的理解例2(單選)關(guān)于等勢面的說法，正確的是 ()A. 電荷在等勢面上移動時，由于不受電場力作用，所以說電場力不做功B. 在同一個等勢面上各點的場強大小相等C. 兩個不等電勢的等勢面可能相交D. 若相鄰兩等勢面的電勢差相等，則等勢面的疏密程度能反映場強的大小解析 等勢面由電勢相等的點組成，等勢面處的電場線跟等勢面垂直，因此電荷在等勢面上移動時，電場力不做功，但并不是不受電場力的作用，A錯.等勢面上各點場強大小不一定相等，等勢面不可能相交，.B、C錯等差等勢面的疏密反映場強的大小，D對.答案 D例3（雙選）如圖3所示，實線表示一簇關(guān)于 x軸對稱的等勢面，在軸上有 A B兩