电势差与电场强度的关系
[目标定位] 1.理解在匀强电场中电势差与电场强度的关系：U AB ＝Ed ，并了解其适用条件.2.会用U AB ＝Ed 或E ＝
U AB
d
解决有关问题． 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系
1．关系式：U AB ＝Ed .
2．物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积．
3．适用条件：匀强电场． 深度思考
如图1所示，在电场强度为E 的匀强电场中，A 、B 之间的距离为L ，若A 、B 两点连线与场强方向成α角，则A 、B 两点间的电势差U 为多少？
图1
答案 U ＝EL cos α.
例1 如图2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，场强大小E ＝100V/m ，则O 、P 两点的电势差可表示为( )
图2
A ．U OP ＝－10sin θ(V)
B ．U OP ＝10sin θ(V)
C ．U OP ＝－10cos θ(V)
D ．U OP ＝10cos θ(V)
解析 在匀强电场中，U OP ＝－E ·R sin θ＝－10sin θ(V)，故A 对． 答案 A
U AB ＝Ed 中的d 为A 、B 两点沿电场方向的距离．
例2 如图3所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa ＝50V ，φc ＝20V ，则a 、c 连线中点
b 的电势φb 为( )
图3
A ．等于35V
B ．大于35V
C ．小于35V
D ．等于15V
解析 从电场线疏密可以看出E a ＞E b ＞E c ，由公式U AB ＝Ed 可以判断U ab ＞U bc ，所以φb ＜φa ＋φc
2＝35V. 答案 C
U AB ＝Ed 只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性
地分析有关问题.
1 如图3中电场线分布可知，ab 段上任一点的场强都大于bc 段上任一点的场强，由U ＝Ed 知，U ab ＞U bc .
2 在同一幅等势面图中，若相邻等势面间的电势差取一定值，相邻等势面间的间距越小 等势面越密 ，场强E ＝U d
就越大.
二、从电势差的角度理解电场强度
1．公式：E ＝
U AB
d
. 2．(1)意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值．
(2)适用条件：匀强电场． (3)单位：伏特每米，符号V/m. 深度思考
V/m 和N/C 都是电场强度的单位，它们之间如何换算呢？ 答案 1V/m ＝1J C·m ＝1N·m
C·m
＝1N/C
例3 如图4所示，A 、B 是匀强电场中相距4cm 的两点，其连线与电场方向成60°角，两点间的电势差为200V ，则电场强度大小为( )
图4
A ．8V/m
B ．50V/m
C ．5×103
V/m
D ．1×104
V/m
解析 由电势差和电场强度的关系U ＝Ed ，得E ＝U d ＝U AB cos60°
＝1×104
V/m ，D 正确．
答案 D
关于场强E 的几个表达式的比较
1 E ＝F q
是电场强度的定义式，适用于任意电场.
2 E ＝kQ r
2是真空中点电荷电场强度的决定式，只适用于真空中的点电荷. 3 E ＝
U AB
d
是匀强电场中电场强度与电势差间的关系式，只适用于匀强电场. 三、等分法确定等势点
例4 如图5所示，虚线方框内有一匀强电场，A 、B 、C 为该电场中的三点，已知：φA ＝12V ，φB ＝6V ，φC ＝－6V ，试在该虚线框内作出该电场的示意图(画出几条电场线)，并要求保留作图时所用的辅助线.
图5
解析 要画电场线，先找等势面(线)．
因为U AC ＝18V 、U AB ＝6V ，U AC U AB
＝3，将线段AC 等分成三份，即使AH ＝HF ＝FC ，则φH ＝6V ，φ
F
＝0V ，故B 、H 等电势．连接BH 即为等势线，由电场线与等势面(线)垂直且由高电势指向低电势，可画出电场线如图所示． 答案 见解析图
(1)在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等，如图6甲AB ＝BC ，则U AB ＝U BC .
(2)在匀强电场中，相互平行且相等的线段两点间的电势差相等．如图乙AB 綊CD ，则U AB ＝
U CD .
图6
(3)确定电场方向的方法：先由等分法确定电势相等的点，画出等势面(线)，然后根据电场线与等势面(线)垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面(线)指向电势低的等势面(线)．
1．(公式U AB ＝Ed 和E ＝
U AB d 的理解与应用)对公式E ＝U AB
d
的理解，下列说法正确的是( ) A ．此公式适用于计算任何电场中A 、B 两点间的电势差 B ．A 点和B 点间距离越大，则这两点的电势差越大 C ．公式中d 是指A 点和B 点之间的距离 D ．公式中的d 是A 、B 两个等势面间的垂直距离 答案 D 解析 公式E ＝
U AB
d
只适用于匀强电场，A 错，公式中的d 是A 、B 两个等势面间的垂直距离，A 点和B 点间距离大，等势面间的垂直距离不一定大，故B 、C 错，D 正确．
2．(公式U AB ＝Ed 和E ＝
U AB
d
的理解与应用)平行的带电金属板A 、B 间是匀强电场，如图7所示，两板间距离是5cm ，两板间的电压是60V.
图7
(1)两板间的场强是________；
(2)电场中有P 1和P 2两点，P 1点离A 板0.5cm ，P 2点离B 板也是0.5cm ，P 1和P 2两点间的电势差U 12＝________.
答案 (1)1.2×103
V/m (2)48V
解析 (1)两板间是匀强电场，由U AB ＝Ed 可得两板间的场强E ＝U d ＝60V 5×10－2m
＝1.2×103
V/m.
(2)P 1、P 2两点间沿场强方向的距离：d ′＝4cm. 所以U 12＝Ed ′＝1.2×103
×4×10－2
V ＝48V. 3．(应用U AB ＝Ed 或E ＝
U AB
d
定性分析非匀强电场)如图8所示，三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列．A 、B 、C 分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上．A 、C 两点的电势依次为φA ＝10V 和φC ＝2V ，则B 点的电势是( )
图8
A ．一定等于6V
B ．一定低于6V
C ．一定高于6V
D ．无法确定
答案 B
解析 从等势面的疏密可以看出E A ＞E B ＞E C ，又AB ＝BC 由公式U AB ＝Ed 可以判断U AB ＞U BC ，所以φB ＜6 V.
4．(用等分法画电场线)如图9所示，A 、B 、C 是匀强电场中等腰直角三角形的三个顶点，已知A 、B 、C 三点的电势分别为φA ＝15V ，φB ＝3V ，φC ＝－3V ，试确定场强的方向，并画出电场线．
图9
答案 见解析
解析 根据A 、B 、C 三点电势的特点，在AC 连线上取M 、N 两点，使AM ＝MN ＝NC ，如图所示，
尽管AC 不一定是场强方向，但可以肯定AM 、MN 、NC 在场强方向上的投影长度相等，由U AB ＝Ed 可知，U AM ＝U MN ＝U NC ＝φA －φC 3＝15－(－3)
3V ＝6V ．由此可知，φN ＝3V ，φM ＝9V ，B 、N
两点等电势，BN 的连线即为等势线，那么电场线与BN 垂直．电场强度的方向为电势降低最快的方向.
题组一 公式U AB ＝Ed 和E ＝
U AB
d
的理解与应用 1．(多选)关于匀强电场中的场强和电势差的关系，下列说法正确的是( ) 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，相同距离上电势降落必相等 C ．电势降低最快的方向必是场强方向
D ．在相同距离的两点上，电势差大的，其场强也大 答案 BC
解析 U AB ＝Ed 中的d 为A 、B 两点沿电场方向的距离，选项A 、D 错误；由U AB ＝Ed 可知沿电场线方向，电势降低最快，且相同距离上电势降落必相等，选项B 、C 正确．
2．如图1所示，A 、B 两点相距10cm ，E ＝100V/m ，AB 与电场线方向的夹角θ＝120°，求
A 、
B 两点间的电势差为( )
图1
A ．5V
B ．－5V
C ．10V
D ．－10V
答案 B
解析 A 、B 两点在场强方向上的距离d ＝AB ·cos (180°－120°)＝10×1
2cm ＝5cm.由于
φA ＜φB ，则根据U AB ＝Ed 得U AB ＝－Ed ＝－100×5×10－2
V ＝－5V.
3．在水深超过200m 的深海，光线极少，能见度极小，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物、威胁敌害、保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104
N/C 时可击昏敌害．身长50cm 的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达________V. 答案 5000
解析 根据U AB ＝Ed 可得U ＝104N/C ×0.5m ＝5000V.
4．如图2所示，一电场的电场线分布关于y 轴(沿竖直方向)对称，O 、M 、N 是y 轴上的三个点，且OM ＝MN .P 点在y 轴右侧，MP ⊥ON .则下列说法正确的是( )
图2
A ．M 点的电势比P 点的电势高
B ．将负电荷由O 点移动到P 点，电场力做正功
C ．M 、N 两点间的电势差大于O 、M 两点间的电势差
D ．M 、N 两点间的电势差等于O 、M 两点间的电势差 答案 A
解析 根据电场线和等势面的关系画出等势面，可以判断M 点的电势比P 点的电势高，A 正确．负电荷由O 点移到P 点，电场力做负功，B 错误．由U ＝Ed 进行定性分析可知，C 、D 错误．
5．(多选)如图3所示，A 、B 两板间电压为600V ，A 板带正电并接地，A 、B 两板间距离为12cm ，C 点离A 板4cm ，下列说法正确的是( )
图3
A ．E ＝2000V/m ，φC ＝200V
B ．E ＝5000V/m ，φ
C ＝－200V
C ．电子在C 点具有的电势能为－200eV
D ．电子在C 点具有的电势能为200eV 答案 BD
解析 A 板接地，则其电势为零，又因为A 、B 两板间的电压为600V ，则B 板电势为－600V ，
由此知C 点电势为负值，则A 、B 两板间场强E ＝U d ＝600V
12cm
＝50V/cm ＝5 000 V/m ，φC ＝E ×d C
＝50V/cm ×(－4cm)＝－200V ，A 错误，B 正确；电子在C 点具有的电势能为200eV.C 错误，D 正确．
题组二 找等势点，定电场方向
6．如图4所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面间的距离都是25cm ，由此可确定电场强度的方向及大小为( )
图4
A ．竖直向下，E ＝0.4V/m
B ．水平向右，E ＝0.4V/m
C ．水平向左，E ＝40V/m
D ．水平向右，
E ＝40V/m 答案 D
解析 电场线与等势面垂直且沿电场线方向电势降低，故场强方向水平向右，场强大小E ＝
U d ＝100.25
V/m ＝40 V/m ，故D 项正确． 7．如图5所示，A 、B 、C 三点都在匀强电场中，已知AC ⊥BC ，∠ABC ＝60°，BC ＝20cm ，把一个电荷量q ＝10－5
C 的正电荷从A 移到B ，电场力做功为零；从B 移到C ，电场力做功为－1.73×10－3
J ，则该匀强电场的电场强度大小和方向为( )
图5
A ．865V/m ，垂直AC 向左
B ．865V/m ，垂直A
C 向右
C ．1000V/m ，垂直AB 斜向上
D ．1000V/m ，垂直AB 斜向下 答案 D
解析 把电荷q 从A 移到B ，电场力不做功，说明A 、B 两点在同一等势面上，因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故题图中直线AB 即为等势线，电场强度方向垂直于等势面，
可见，选项A 、B 错误；U BC ＝W BC q ＝－1.73×10－3
10
－5
V ＝－173V ，B 点电势比C 点低173V ，因电场线指向电势降低的方向，所以场强方向必垂直于AB 斜向下，电场强度大小E ＝U d
＝U
BC sin60°
＝
173
0.2×
3
2
V/m≈1 000 V/m，因此选项D 正确，C 错误． 8．下列图中，a 、b 、c 是匀强电场中的三个点，各点电势φa ＝10V ，φb ＝2V ，φc ＝6V
，a 、
b 、
c 三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是( )
答案 D
解析 直线ab 的中点的电势为6V ，与c 点等电势．电场的方向则由电势高处指向电势低处．故D 图正确．
9．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6所示．由此可知c 点的电势为( )
图6
A ．4V
B ．8V
C ．12V
D ．24V 答案 B
解析 方法一：连接bd ，因U bd ＝20 V ，可将bd 等分为5份，找到4个等分点e 、f 、g 、h ，由图可知φe ＝20 V ，则a 、e
等电势，由对称关系可知h 点与c 点电势相等，即φc ＝8 V.
方法二：因为bc 与ad 平行且相等，由匀强电场特点可得：φb －φc ＝φa －φd ，解得φc ＝
8 V.
题组三 综合应用
10．电子的电荷量的绝对值为e ，质量为m ，以速度v 0沿电场线方向射入场强为E 的匀强电场中，如图7所示．电子从A 点射入，到B 点速度变为零．问：
图7
(1)A 、B 两点间的电势差是多大？ (2)A 、B 两点间的距离是多大？
答案 (1)mv 202e (2)mv 20
2eE
解析 (1)由题意可知全过程只有电场力做功，则有eU AB ＝12
mv 2
0，
解得U AB ＝mv 20
2e
(2)由U AB ＝Ed ，可得d ＝U AB E ＝mv 20
2eE
.
11．如图8所示，在匀强电场中，有A 、B 两点，它们之间的距离为2cm ，两点的连线与场强方向成60°角．将一个电荷量为－2×10－5
C 的电荷由A 移到B ，其电势能增加了0.1J ．问：
图8
(1)在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？ (2)A 、B 两点的电势差U AB 为多大？ (3)匀强电场的场强为多大？
答案 (1)－0.1J (2)5000V (3)5×105
V/m
解析 (1)电势能增加多少，电场力就做多少负功，故电场力对电荷做了－0.1J 的功． (2)由W AB ＝qU AB ，得U AB ＝W AB q ＝－0.1
－2×10－5
V ＝5000V. (3)由U AB ＝Ed ，得E ＝
U AB d ＝U AB AB cos60°
＝5×105
V/m. 12．如图9所示，平行金属带电极板A 、B 间可看成匀强电场，场强E ＝1.2×102
V/m ，极板间距离d ＝5cm ，电场中C 和D 点分别到A 、B 两板的距离均为0.5cm ，B 板接地，求：
图9
(1)C 和D 两点的电势、两点间电势差各为多少？
(2)将点电荷q ＝2×10－2
C 从C 点匀速移到
D 点时外力做多少功？ 答案 (1)－5.4V －0.6V －4.8V (2)9.6×10－2
J
解析 (1)因正极板接地，故板间各点电势均小于零，则U BD 、U BC 均大于零，由U AB ＝Ed 得
U BD ＝Ed BD ＝1.2×102×0.5×10－2V ＝0.6V ，
即φD ＝－0.6V.
由于d CB ＝5cm －0.5cm ＝4.5cm ＝4.5×10－2
m ， 所以U CB ＝－Ed CB ＝－1.2×102
×4.5×10－2V ＝－5.4V ＝φC .
所以U CD ＝φC －φD ＝－5.4V －(－0.6V)＝－4.8V.
(2)因为点电荷匀速移动，外力所做的功等于点电荷克服电场力所做的功，W 外＝|qU CD |＝2×10－2
×4.8J ＝9.6×10－2
J.
13．把一个带正电荷q 的小球用细线悬挂在两块面积很大的竖直平行板间的O 点，小球质量
m ＝2g ，悬线长L ＝6cm ，两板间距离d ＝8cm ，当两板间加上U ＝2×103V 的电压时，小球自
悬线水平的A 点由静止开始向下运动到达O 点正下方的B 点时的速度刚好为零，如图10所示，以后小球一直在A 、B 之间来回摆动．取g ＝10m/s 2
，求小球所带的电荷量．
图10
答案 8×10－7
C
解析 取小球为研究对象，重力mg 竖直向下，电场力Eq 水平向左，绳的拉力为F T ，在小球由A 向B 运动的过程中，重力mg 对小球做正功，电场力Eq 对小球做负功，拉力F T 不做功，根据动能定理mgL －qEL ＝0， 又因为E ＝U
d
，
由以上两式可得：q ＝8×10－7
C.
高中物理《电势差和电场强度的关系》强化练习题 一、选择题 1．（双选）下述关于匀强电场的结论错误的是（） A．公式E＝F／q也适用于匀强电场 B．根据U＝Ed可知，任意两点的电势差与这两点的距离成正比 C．匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值 D．匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致 2．关于静电场的说法中正确的是（） A．在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比 B．在匀强电场中，电势降低的方向就是场强的方向 C．电荷在等势面上移动时不受电场力 D．若电场力对电荷作正功，电荷的电势能一定减小，而动能不一定增加3．图1所示，在场强为E的匀强电场中有A、B两点， AB连线长L，与电场线夹角为α．则AB两点的电势差为 （） A．零B．EL C．ELsinαD．ELcosα 4．（双选）图2所示的匀强电场场强为103N/C，ab＝dc＝4cm，bc＝ad＝3cm．则下述计算结果正确的是（） A．ab之间的电势差为40V． B．ac之间的电势差为50V． C．将q＝－5×10-3C的点电荷沿矩形路径abcd移动 一周，电场力做功为零． D．将q＝－5×10-3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功都是－0.25J． 5．在水平放置的平行金属板之间有一个带电液滴，恰巧静止，液滴所带电量为3.2×10-19C，重量为1.6×10-14N，若板间距为10mm，则两板间的电压为（） A.500V B..1000V C.1500V D.2000V
6．平行金属板水平放置，板间距为0.6cm，两板接上6kV电压，板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10g，处于静止状态，则油滴上有元电荷数目是（） A.3×106 B.30 C.10 D.3×104 7．如图3所示，在场强为E的匀强电场中，取某点O 为圆心，以r为半径做一圆，在圆心O点固定一电量为＋Q 的点电荷（设＋Q的电场不影响匀强电场E的分布）．当把一 检验电荷＋q放在d点处恰好平衡，则（） A．匀强电场场强为kQ／r2，方向沿ab方向 B．匀强电场场强为kQ／r2，方向沿cd方向 C．当电荷＋q放在b点时，它受到的电场力大小为2Eq D．将电荷＋q由b点沿圆周移动到a点，电场力不做功 8．（双选）如图4，绝缘杆长L，两端分别带有等量异号电荷，电量值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角α＝60°，若使杆沿顺时针转过60°（以杆上某一点为圆心转动），则下述正确的是（）A．电场力不作功，两电荷电势能不变 B．电场力作的总功为QEL/2，两电荷的电势能减小 C．电场力作的总功为－QEL/2，两电荷的电势能增加 D．电场力做总功大小跟转轴位置无关． 9．在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图5所示，那么匀强电场的场强大小为（） A．最大值是mgtgθ／q B．最小值是mgsinθ／q C．唯一值是mgtgθ／q D．同一方向上，可有不同的值． 二、填空题 10．如图6所示的匀强电场E＝103N／C，矩形abcd的ab边与电场线平行，且ab＝3cm，bc＝2cm，将点电荷q＝5×10-8C沿矩形abcd移动一周，电场力做功_______，ab两点的电势差为_______，bc两点的电势差为______．
几种典型带电体的场强和电势公式
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
几种电荷分布所产生的场强和电势 1、均匀分布的球面电荷（球面半径为R ，带电量为q ） 电场强度矢量：?? ???<=>=）（球面内，即。）（球面外，即R r r E R r r r q r E 0)( , 41)( 3 επ 电势分布为：()()??? ???? ==（球内）。（球外）， 41 41 0 0 R q r U r q r U επεπ 2、均匀分布的球体电荷（球体的半径为R,带电量为q ） 电场强度矢量：??? ? ??? >=<=）（球体外，即。）（球体内，即，R r r r q r E R r R r q r E 41)( 41)( 3030 επεπ 电势分布为：()()() ??? ? ??? <-=>=即球内）（。即球外）（， 3 81 41 3 2 20 0 R r R r R q r U R r r q r U επεπ 3、均匀分布的无限大平面电荷（电荷面密度为σ） 电场强度矢量：离无关。）（平板两侧的场强与距 ) (2)(0 i x E ±=εσ 电势分布为： ()()r r r U -= 00 2εσ 其中假设0r 处为零电势参考点。若选取原点（即带电平面）为零电势参考点。即00=U 。那么其余处的电势表达式为： ()()??? ? ??? ≤=≥-=0 2 0 2 00x x x U x x x U εσ εσ 4、均匀分布的无限长圆柱柱面电荷（圆柱面的半径为R ，单位长度的带电量 为λ。） 电场强度矢量 ?? ??? <=>=，即在柱面内）（。即在柱面外）（，R r r E R r r r r E 0)( , 2 )( 2 επλ
电场强度导学案 【学习目标】 1、了解元电荷的含义，理解电荷守恒定律的不同表述。 2、掌握库仑定律，能够解决有关的问题。 3、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。 4、知道用电场线描述电场的方法。理解引入电场线的意义。 【自主学习】 一、电荷及电荷守恒 1、自然界中存在 电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互 ，异种电荷相互 。 电荷的多少叫做 ，单位是库仑，符号是C 。 所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍，电荷量e 称为 。 2、（1）点电荷是一种 模型，当带电体本身 和 对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。 3、使物体带电有方法：摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。 4、电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体 到另一个物体，或从物体的 转移到 ，在转移的过程中，电荷的总量 ，这就是电荷守恒定律。 二、库仑定律 1、真空中两个 之间的相互作用力F 的大小，跟它们的电荷量Q 1、Q 2的乘积成 ，跟它们的距离r 的 成反比，作用力的方向沿着它们的 。 公式F= 其中静电力常量k 适用范围：真空中的 。 三、电场强度 1、电场和电场强度 （1）F E q =是电场强度的定义式，适用于 的静电场。 （2）2Q E k r =是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。 （3）U E d =是匀强电场中场强的计算式，只适用于 ，其中，d 必须是沿 的距离。
3、电场的叠加 电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。 四、电场线 （1）电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟该点的 方向一致，这样的曲线就叫做电场线。电场线是人们为了描述 而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。它可以形象直观地反映电场的 和 。 （2）电场线的性质：电场线起始于 （或无穷远处）；终止于 （或无穷远处）。其上每一点的切线方向和该点的 方向一致。疏密程度反映了电场的 ，电场线密集的地方场强 ；电场线稀疏的地方场强 。在没有电荷的空间，电场线不能 ，两条电场线不能 。 （3）与电势的关系：在静电场中，电场线和等势面 且由电势较 的等势面指向电势较低的等势面。顺着电场线的方向电势越来 ，但顺着电场线的方向场强 越来越小。 （4）电场线和电荷在电场中的运动轨迹是 的，它们只有在一定的条件下才能重合。即： ①电场线是 。 ②电荷的初速度为零或不为零，但速度方向和电场线 。 ③电荷仅受电场力作用或受其他力的方向和电场线平行。 只有同时满足这三个条件，轨迹才和电场线重合。 【典型例题】 例1：如图1-1所示，有两个带电小球，电量分别为+Q 和+9Q ，在真空中相距0.4m 。如果引进第三个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态，第三个小球带的是哪种电荷？应放在什么地方？电量是Q 的几倍？ Q A C B （图1-1） （1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程） （2）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点） （3）解题过程 例2：（2004·广西模拟）如图1-2所示， 初速度为υ的带电粒子，从A 点射入电场， 沿虚线运动到B 点，判断： （1）粒子带什么电？ （2）粒子加速度如何变化？ （3）画出A 、B 两点的加速度方向。 图1-2 （1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程） （2）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点） （3）解题过程 例3：如图1-3所示，A 、B 两点放有电荷量+Q 和+2Q 的点电荷，A 、B 、C 、D 四点在同一直线上，且AC=CD=DB ，将一正电荷从C 点沿直线移到D 点，则（ ） A 、电场力一直做正功 B 、电场力先做正功再做负功 C 、电场力一直做负功 D 、电场力先做负功再做正功 （1 （2）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）
电场力做功、电势差、电势能、电势、电势差与电场强度的关系 1. 重力做功与电场力做功比较 （1）在重力场中，同一物体从A点移到B点，重力做功与路径无关，只跟A、B两点高度差有关。 W AB=mgh AB,其中h AB=W AB/mg为A、B两点的高度差。 （2）在电场中，可以证明，同一电荷从A点移到B点，电场力做功也与路径无关。 W AB＝qU AB，其中U AB=W AB/q是由电场及A、B两点位置确定的物理量。 2. 电势差U AB： （1）定义：电荷q在电场中由A点移到B点时，电场力所做的功W AB与电荷的电荷量q的比值。 （2）计算式：U ab= W ab /q （3）在国际单位制单位:伏特，简称伏。符号为V。 （4）注意：U AB只取决于电场及A、B两点位置，与被移动电荷无关，是从能量角度来反映电场性质的物理量。 3.电势Φ：（1）电势的定义：电场中某点A的电势ΦA，就是A点与参考点（零电势点）的电势差，也等于单位正电荷由该点移到参考点时电场力所做的功。 （2）电势差与电势的关系：U AB=ΦA-ΦB。U AB为正值时，说明ΦA>ΦB；U AB为负值时，说明ΦA<ΦB。（3）电势和电场线方向的关系：沿着电场线方向，电势越来越低。 （4）注意：电势具有相对性，必须先确定零电势参考点，才能确定电场某点的电势值。一般取大地或无穷远的电势为零电势，电势差与零电势的选取无关。 4. 电场力做功与电势差关系： W AB＝qU AB（此公式的应用可严格按各量的数值正负代入求解，也可只是把各量的数值代入求解，再用其他方法判出要求量的正负）。 5. 匀强电场中电势差和电场强度的关系：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,即U ab=Ed(或E= U ab /d) 注意：（1）d必须是沿场强方向的距离，如果ab两点间距l不沿场强方向，计算电势差时，d的取值
高中物理电场力性质的定量描述——电场强度 一、考点突破： 知识点考纲要求题型说明 电场力性 质的定量 描述—— 电场强度 1. 深刻理解电场强度的概念； 2. 掌握电场强度的定义式并能进行场 强的合成； 3. 掌握真空中点电荷的场强公式。 选择题 计算题 本知识点属于高频考 点，属于高中阶段重要 物理概念，描述电场力 的性质，考查的方向有 矢量合成、平衡问题、 动力学问题。 二、重难点提示： 重点：1. 掌握电场强度的定义式并能进行场强的合成； 2. 深刻理解电场强度的概念。 难点：掌握电场强度的叠加原理并进行计算。 一、电场强度 1. 静电场 （1）电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场。 （2）电荷间的相互作用是通过电场实现的，电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。 （3）从场的观点理解电荷间的相互作用。 2. 电场强度 电场强度 物理意义表示电场的强弱和方向。 定义 电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场 强度。定义式：E＝ q F ；单位：牛顿/库仑（N/C） 标矢性电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，
电场强度的叠加遵从平行四边形定则。 理解 电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量，反映电场中某一点的电场性 质，其大小表示电场的强弱，由产生电场的场源电荷和点的位置决定，与检 验电荷无关。数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。 二、真空中点电荷的电场 1. 公式：E= 2 Q k r （1）Q为激发电场的场源电荷； （2）r为该点到场源电荷的距离； （3）上述公式为点电荷场强的决定式。 2. 场强的方向：正点电荷周围电场方向沿该点与电荷连线背离场源电荷； 负点电荷周围电场方向沿该点与电荷连线指向场源电荷。 3. 孤立的点电荷周围空间没有场强相同的点。 电场强度E 电场力F 1 是反映电场本身的力的性质的物理量，其大 小表示电场的强弱 仅指电荷在电场中的受力情况 2 定义式：E=F/q 计算式：F=qE 3 E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关 F的大小由放在电场中某点的电荷 q和该点的场强E共同决定4 E是矢量，其方向与正电荷 （+q）在该点受到的电场力的方向相同 F是矢量，其方向对于正电荷（+q） 而言,F与E同向；对于负电荷（-q） 而言,F与E反向 5 E的单位：牛顿/库仑（N/C）F的单位：牛（N） 四、的对比分析 和 2 Q K E F E= = 适用范围电荷的意义 q F E=定义式，适用于一切电场q是检验电荷，E与q无关2 r Q K E=仅对点电荷的电场适用，而且为决定式Q是场源电荷，E与Q成正比
电势差与电场强度的关系——练习题 1．如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（） A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少 B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加 C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加 D．把负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加 2．如图2所示，电场中a、b、c三点，ab=bc，则把点电荷+q从a点经b移到c的过程中，电场力做功的大小关系有（） A．Wab＞Wbc B．Wab＝Wbc C．Wab＜Wbc D．无法比较 3.如图3所示，在真空中有两个等量正电荷Q1和Q2,分别置于a、b两点，dc为ab连线的中垂线,d为无穷远处,现将另一正电荷由c点沿cd移向d点的过程中，下述中正确的是（） A．q的电势能逐渐增大 B．q的电势能逐渐减小 C．q受到的电场力一直在减小 D．q受到的电场力先增大后减小 4.关于电势与电势能的说法，正确的是( ) Ａ.电荷在电势越高的地方，电势能也越大 Ｂ.电荷在电势越高的地方，它的电量越大，所具有的电势能也 越大 Ｃ.在正点电荷电场中的任一点处，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能Ｄ.在负点电荷电场中的任意点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能5．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么( ) A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能 B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能 C．电荷的电势能减少了5×10－6J D．电荷的动能增加了5×10－6J 6．一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则( ) A．a、b两点场强一定相等 B．该点电荷一定沿等势面移动 C．作用于该点的电场力与其移动方向总是垂直的 D．a、b两点的电势一定相等 7.如图所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电量为10-2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点电势为-10V，则（） A．B点的电势为0V B．电场线方向从右向左 C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1 D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2
电势差与电场强度的关系的教案示例
电势差与电场强度的关系的 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、重点、难点分析 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、主要教学过程 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？我们以匀强场为例来研究。 前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越来越低，从图中可以看出沿AB、AD、AC方向，电势都在降低，但沿AB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。 我们再来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W=qEd。利用电势差和功的关系，这个功又可求得为W=qU，比较这两个式子，可得W=qEd=Uq，即U=Eq。这就是说，在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势场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，故电场力做功为W=Eqs cosα，s cosα=d，所以 W=Eqs cosα=Eqd。利用电势差和功的关系，W=qU，比较这两个式子可得U=Escosα=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。
1.3电场强度 一、学习目标 1．知道电荷相互作用是通过电场实现的，知道场与实物是物质存在的两种不同形式； 2．体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义公式、单位、方向； 3．能用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度，并能进行有关的计算； 4．知道电场强度的叠加原理，并能用这一原理进行简单计算； 5．知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小和方向，知道几种典型电场的电场线分布。 二、学习重点 电场强度的概念及其定义式 三、学习难点 对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算 四、学习过程 学习目标一──知道电荷相互作用是通过电场实现的，知道场与实物是物质存在的两种不同形式； 问题1：两个点电荷间产生作用力，需要直接接触吗？ 问题2：电荷间的作用力是通过什么物质传递的？是超距离作用吗？ 请你带着问题阅读：教材第10页《电场》和“科学漫步”栏目《法拉第和场的概念》1．英国物理学家、化学家首先提出场的概念。他指出：电荷的周围存在，带电体间的相互作用是通过它们各自产生的传递的。电场是一种特殊形态的，电场最基本的特征是，这也是检验空间是否存在电场的依据之一。 2．场是一种“物质”──它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，电视机、收音机信号的发射与接受就是电磁场在空间的传播； “特殊”──看不见、摸不着；“存在于电荷周围” 场的概念：电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质。场与实物是物质存在的两种不同形式。 学习目标二──体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义公式、单位、方向； 思考：用什么可以检验空间存在的看不见又摸不着的电场？ 请你阅读教材第10-11页“电场强度” 检验电荷（试探电荷）： ； 场源电荷： 和老师一起分析：如图所示，在场源电荷Q形成的电场中P点，分别放一检验电荷+q，+2q，+3q，分别计算检验电荷所受的电场力大小和F/q的比值。
《电势差、电势能、电势差与电场强度的关系》练习题 一、单选题： 1.在电场中，A 、B 两点的电势差U AB >0，那么将一负电荷从A 移到B 的过程中( ) (A )电场力做正功，电势能增加 (B )电场力做负功，电势能增加 (C )电场力做正功，电势能减少 (D )电场力做负功，电势能减少 2.下列说法中正确的是( ) (A )电场线密集处场强大，电势高 (B )沿电场线方向场强减小，电势降低 (C )在电势高处电荷具有的电势能也大 (D )场强为零处，电势不一定为零 3.如图所示，L 1、L 2、L 3为等势面，两相邻等势面间电势差相同，取L 2的电势为零，有一负电荷在L 1处动能为30J ，运动到L 3处动能为10J ，则电荷的电势能为4J 时，它的动能是(不计重力和空气阻力)( ) (A ) 6J (B )4J (C ) 16J (D )14J 4.在点电荷Q 的电场中，一个α粒子(He 42)通过时的轨迹如图实线所示，a 、b 为两个等势面，则下列判断中正确的是( ) (A )Q 可能为正电荷，也可能为负电荷 (B )运动中.粒子总是克服电场力做功 (C )α粒子经过两等势面的动能E ka ＞E kb (D )α粒子在两等势面上的电势能E pa ＞E pb 5.如图所示，在沿x 轴正方向的匀强电场E 中，有一动点A 以O 为圆心、以r 为半径逆时针转动，θ为OA 与x 轴正方向间的夹角，则O 、A 两点问电势差为( ) (A )U OA =Er (B )U OA =Ersin θ (C )U OA =Ercos θ (D )θrcos E U OA = 6.如图所示，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U a 、U b 、U c 和E a 、E b 、E c 分别表示a 、b 、c 三点的电势和电场强度，可以断定( ) (A )U a ＞U b ＞U c (B )E a ＞E b ＞E c (C )U c －U b =U b －U c (D )E a =E b =E c
1.6电势差与电场强度的关系 要点提示 1、一组概念的理解与应用 电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理，，它们之间有十分密切的联系，但也有很大区别，解题中一定注意区分，现列表进行比较 （1）电势与电势能比较： 电势φ电势能ε 1反映电场能的性质的物理量电荷在电场中某点时所具 有的电势能 2电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷无关电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的 3电势差却是指电场中两点间的电势之差，ΔU AB=φA－φB，取φB=0时，φA=ΔU 电势能差Δε是指点电荷在电场中两点间的电势能之差Δε=εA－εB=W，取εB=0时，εA=Δε 4电势沿电场线逐渐降低，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值．某点的电势低于零者，为负值正点荷（十q）：电势能的正负跟电势的正负相同 负电荷（一q）：电势能的正负跟电势的正负相反 5单位：伏特单位：焦耳6联系：ε=qφ，w=Δε=qΔU （2）电场强度与电势的对比
电场强度E电势φ 1描述电场的力的性质描述电场的能的性质 2电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q的比值。 E=F/q，E在数值上等于单位正电荷所受的电场 力电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置（零电势点）间的电势差，φ=ε/q，φ在数值上等于单位正电荷所具有的电势能 3矢量标量 4单位：N/C;V/m V（1V=1J/C） 5联系：①在匀强电场中U AB=Ed (d为A、B间沿 电场线方向的距离）． ②电势沿着电场强度的方向降落 2、公式E=U/d的理解与应用 （1）公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知，电场强度的方向就是电势降低最快的方向． （2）公式E=U/d只适用于匀强电场，且d表示沿电场线方向两点间的距离，或两点所在等势面的范离． （3）对非匀强电场，此公式也可用来定性分析，但非匀强电场中，各相邻等势面的电势差为一定值时，那么E越大处，d越小，即等势面越密． 典例分析 1、（匀强电场中电场强度与电势差的关系）关于匀强电场中场强和电势差的关系，下列说法正确的是（） A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
组题十三电场强度、电势能和电势训练 1、图中实线表示电场中的三个等势面，各等势面的电势值如图中所示。把一个负电荷沿A→B→C移动，电荷在这三点所受的电场力为F A、F B、 F C，电场力在AB段和BC段做的功为W AB和W BC，那么（） A．F A=F B=F C，W AB＝ＷBC B．F A 《电场电场强度》 教学目标： （一）知识与技能 1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态． 2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算． 4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算． （二）过程与方法 通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。 （三）情感态度与价值观 培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。 教学重点：电场强度的概念及其定义式 教学难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算 教学方法：对比法、讲授法、启发式 教学过程： （一）引入新课 问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？ （二）新课教学-----第3节电场电场强度 1、电场： 启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性．利用课本图1.3－1说明：电荷A和B 是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A 的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用． （1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围 都存在电场. 特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加. 物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量. （2）基本性质：主要表现在以下几方面 ①放入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样. ②电场能使放入其中的导体产生静电感应现象. ③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量. 可见，电场具有力和能的特征 提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向． 2、电场强度(E)： 由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场。且从小球受力情况可知，电场的强弱与小球带电和位置有关。引出试探电荷和场源电荷 （1）关于试探电荷和场源电荷（详见P ） 12 注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响 指出：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱．实验表明：在电场中的同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱． （2）电场强度 ①定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强．用E表示。 公式（大小）：E=F/q （适用于所有电场） 单位：N/C 意义P 13 电场强度和电势 编稿：董炳伦审稿：李井军责编：郭金娟 目标认知 学习目标 1．理解静电场的存在，静电场的性质和研究静电场的方法。 2．理解场强的定义及它所描写的电场力的性质，并能结合电场线认识一些具体静电场的分布；能够熟练地运用电场强度计算电场力。 3．理解并能熟练地运用点电荷的场强和场强的叠加原理，弄清正、负两种电荷所产生电场的异同，以此为根据认识电荷系统激发的场。 4．类比重力场理解电场力的功、电势能的变化、电势能的确定方法、电势的定义以及电势差的意义；理解电势对静电场能的性质的描写和电势的叠加原理。 5．明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系。 学习重点 1．用场强和电势以及电场线和等势面描写认识静电场分布。 2．熟练地进行电场力、电场力功的计算。 3．学会认识静电场的描写静电场的方法、手段。 学习难点 1．电势这一概念建立过程的逻辑关系以及正、负两种电荷所导致的具体问题复杂性。 2．用场强和电势以及它们的叠加原理认识电荷系统的静电场等。 知识要点梳理 知识点一：电场强度和电场线 要点诠释： 1．静电场及其特点 （1）电荷间的相互作用力是靠周围的电场产生的。 （2）电场是一种特殊物质，并非分子、原子组成，但客观存在。 （3）电场的基本性质是：对放入其中的电荷（不管是静止的还是运动的）有力的作用，电场具有能量。 2．静电场的性质 （1）电场强度的物理意义是描述电场的力性质的物理量，数值上等于单位电荷量的电荷在电场中受到的电场力，单位是N / C。 （2）电场力的二个性质： ①矢量性：场强是矢量，其大小按定义式计算即可，其方向规定为正电荷在该点的受力方向。 ②唯一性：电场中某一点处的电场强度E的大小和方向是唯一的，其大小和方向取决于场源电荷及空间位置。 电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性（形成电场的电荷及空间位置） 决定的，虽然，但场强E绝不是试探电荷所受的电场力，也不是单位正试探电荷所受的电场力，因为电场强度不是电场力，电场中某点的电场强度，既与试探电荷的电荷量q 无关，也与试探电荷的有无无关。因为即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然是原有的值。 3．总电荷的电场强度 大小：，Q为场源点电荷，r为考察点与场源电荷的距离。 方向：正点电荷的场中某点的场强方向是沿着场源电荷Q与该点连线背离场源电荷；负的场源电荷在某点产生的场强方向则是指向场源电荷。 4．场强叠加原理 若在某一空间中有多个电荷，则空间中某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和。 说明： （1）点电荷的场强和场强的叠加原理是计算任何电荷系统产生场的理论基础，尽管对复杂的电荷系统计算是不易做到的。 （2）场强的叠加原理必须注意到它的矢量叠加的特点，必须用平行四边形法则计算。 5．关于电场线以及对它的理解 （1）电场线的意义及规定 电场线是形象地描述电场而引入的假想曲线，规定电场线上每点的场强方向沿该点的切线方向，也就是正电荷在该点受电场力产生的加速度的方向（负电荷受力方向相反）。 （2）电场线的疏密和场强的关系的常见情况 按照电场线的画法的规定，场强大的地方电场线密，场强小的地方电场线疏。在图中，E A＞E B。 但若只给一条直电场线，如图所示，A、B两点的场强大小无法由疏密程度来确定，对 《电场-电场强度》课堂教学设计 以下是为大家整理的《电场-电场强度》课堂教学设计的相关范文，本文关键词为电场-电场强度,课堂,教学设计,，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在教师教学中查看更多范文。 《电场电场强度》 教学目标： （一）知识与技能 1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态． 2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的． 3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算． 4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．（二） 过程与方法 通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。 （三）情感态度与价值观 培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。教学重点：电场强度的概念及其定义式 教学难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算教学方法：对比法、讲授法、启发式教学过程： （一）引入新课 问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？ （二）新课教学-----第3节电场电场强度1、电场： 启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性．利用课本图1.3－1说明：电荷A和b是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A 对电荷b的作用，实际上是电荷A的电场对电荷b的作用；电荷b 对电荷A的作用，实际上是电荷b的电场对电荷A的作用．（1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围 都存在电场. 第五节 电场强度与电势差的关系 [学习目标] 1.理解在匀强电场中电势差与电场强度的关系：U AB ＝Ed AB ，并了解其适用条件．(重点) 2.会用U ＝Ed 或E ＝U d 解决有关问题．(重点、难点) 3.知道电场强度另一单位“伏特每米”的物理意义． 4.知道电场线与等势面的关系．(重点) 一、探究场强与电势差的关系 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 ． 3．电场强度与电势差的关系E ＝U d ． 二、电场线与等势面的关系 1．由W AB ＝qU AB 可知，在同一等势面上移动电荷时因U AB ＝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． 1．正误判断 (1)在公式E ＝U d 中d 是沿电场线方向的距离． (√) (2)W ＝qU 仅用于匀强电场． (×) (3)等势面上各点的电场强度也是相同的． (×) (4)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． (√) (5)等量异种电荷连线的中垂线一定是等势线． (√) 2．对公式E ＝ U ab d 的理解，下列说法正确的是( ) A ．此公式适用于计算任何电场中a 、b 两点间的电势差 B ．a 点和b 点距离越大，则这两点的电势差越大 C ．公式中d 是指a 点和b 点之间的距离 D ．公式中的d 是匀强电场中a 、b 两个等势面间的垂直距离 D [公式 E ＝ U ab d 只适用于匀强电场，故A 错；E 不变时，沿电场线方向的距离d 越大，U ab 越大，B 错误；d 为沿电场线方向上两点的距离，C 错误，D 正确．] 3．(多选)场强为E ＝1.0×102 V/m 的匀强电场中，有相距2.0×10－2 m 的a 、b 两点，则 a 、 b 两点间的电势差可能为( ) 高二新课电场2006-09-22 §电势差与电场强度的关系 要点：理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系．对于公式U＝Ed要知道推导过程;能够熟练应用U＝Ed解决有关问题． 教学难点：U=Ed及其成立条件；电势与场强无直接关系 考试要求： 课堂设计：本教材重视推理的过程，应该使学生明确地知道公式U=Ed的适用条件：匀强电场，而且沿着场强的方向． 解决难点：通过两个方面的推理，得出结论，强调它们之间没有直接关系。 学生现状：对电场知识类了解不深，不能灵活运用受力分析比较薄弱。 培养能力：分析综合能力，理解推理能力 一、引入： 出示图片： 分析：场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势Array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？我们以匀强电场场为例来研究． 二、电势差和电场强度的关系 问题1：如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力 作用下从A点沿电场方向移动到B点，已知A B两点之间 的距离为d，分析电场强度E与电势差U AB之间有什么关 系？ AB间距离为d，电势差为U AB，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W = qEd．利用电势差和功的关系，这个功又可 求得为W = q U AB，比较这两个式子，可得W = qEd= q U AB， 即： U=Ed 在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势场等于场 强和这两点间距离的乘积． 问：如果不是沿场强方向的呢？（学生可以进行讨论分析） 如图所示设AD两点间电势差仍为U，设AD间距离 s，与AB夹角，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，故电场力做功为W=Eqscosa，scosa=d，所以W=Eqscosa=Eqd,利用电势差和功的关系，W=qU，比较这两个式子可得U=Escosa=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． 第6节电势差与电场强度的关系 【知识要点】 要点一公式U＝Ed的适用范围和电场强度表达式的对比 公式U＝Ed虽然是由匀强电场导出来的，但该结论具有普遍意义，尽管该公式一般只适用于匀强电场的计算，但对其他非匀强电场亦可用于定性判断．下表是电场强度的三个公式对比： 1．公式E＝U d反映了匀强电场中电场强度与电势差之间的关系，由公式可知， 电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向． 2．公式中d可理解为电场中两等势面之间的距离，由此可得出一个结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等． 3．对于非匀强电场，用公式E＝U d可以定性分析某些问题．例如E越大处， 等差等势面距离d越小．因此可以断定，等势面越密的地方电场强度也越大． 4．E＝U d适用于匀强电场的计算，但对于某些非匀强电场问题，有时也可以 进行定性地分析. 【问题探究】 1.电场强度、电势和电势差的区别与联系是什么？ 描述电场的物 理量及意义 电场强度E电势φ电势差U AB 电场的力 的性质 电场的能 的性质 电场中两点间 对电荷做功的 本领对电场中的 电荷的描述 静电力F 电势能E p静电力做功W 相互关系 F＝qE E p＝qφW＝qU AB W＝－ΔE p，U＝Ed 知电场强度，就可以知道任意电荷在该点的受力情况；同理，已知φ时，可得任意电荷在该点的电势能；已知U AB时，可得到在AB间移动任意电荷时静电力所做的功． 2．电场线是直线的电场有哪些常见情况？ (1)点电荷电场(如图1－6－3所示) 图1－6－3 (2)等量异种电荷连线(如图1－6－4所示) 图1－6－4 (3)匀强电场(如图1－6－5所示) 高中电荷及其守恒定律库仑定律电场强度学案 教案 Last revised by LE LE in 2021 §电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度 夏津一中白炎贞刘春红【学习目标】 1、了解元电荷的含义，理解电荷守恒定律的不同表述。 2、掌握库仑定律，能够解决有关的问题。 3、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。 4、知道用电场线描述电场的方法。理解引入电场线的意义。 【自主学习】 一、电荷及电荷守恒 1、自然界中存在电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互，异种电荷相互。 电荷的多少叫做，单位是库仑，符号是C。 所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍，电荷量e称为。 2、（1）点电荷是一种模型，当带电体本身和对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。 3、使物体带电有方法：摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。 4、电荷既不能，也不能，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的转移到，在转移的过程中，电荷的总量，这就是电荷守恒定律。 二、库仑定律 1、真空中两个之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q 1、Q 2 的乘积 成，跟它们的距离r的成反比，作用力的方向沿着它们的。 公式F= 其中静电力常量k 适用范围：真空中的。 （1）F E q = 是电场强度的定义式，适用于 的静电场。 （2）2 Q E k r =是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。 （3）U E d =是匀强电场中场强的计算式，只适用于 ，其中，d 必须 是沿 的距离。 3、电场的叠加 电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。 四、电场线 （1）电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟该点的 方向一致，这样的曲线就叫做电场线。电场线是人们为了描述 而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。它可以形象直观地反映电场的 和 。 （2）电场线的性质：电场线起始于 （或无穷远处）；终止于 （或无穷远处）。其上每一点的切线方向和该点的 方向一致。疏密程度反映了电场的 ，电场线密集的地方场强 ；电场线稀疏的地方场强 。在没有电荷的空间，电场线不能 ，两条电场线不能 。 （3）与电势的关系：在静电场中，电场线和等势面 且由电势较 的等势面指向电势较低的等势面。顺着电场线的方向电势越来 ，但顺着电场线的方向场强 越来越小。 （4）电场线和电荷在电场中的运动轨迹是 的，它们只有在一定的条件下才能重合。即： ①电场线是 。 ②电荷的初速度为零或不为零，但速度方向和电场线 。 ③电荷仅受电场力作用或受其他力的方向和电场线平行。 只有同时满足这三个条件，轨迹才和电场线重合。 【典型例题】 例1：如图1-1所示，有两个带电小球，电量分别为+Q 和+9Q ，在真空中相距0.4m 。如果引进第三个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态，第三个小球带的是哪种电荷应放在什么地方电量是Q 的几倍 A C B （图1-1） （1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）《电场 电场强度》课堂教学设计
电场强度和电势
《电场-电场强度》课堂教学设计
2019-2020学年高中物理 第1章 电场 第5节 电场强度与电势差的关系学案 粤教版选修3-1
13-7 电势差与电场强度关系教案
《电势差与电场强度的关系》知识和常见题型
高中电荷及其守恒定律库仑定律电场强度学案教案
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