1.6、电势差电场强度的关系
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高一物理选修3-1 第一章 静电场 成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累积而成！
第 页 共2页 设计人：余 萍 二〇一六年五月二十七日星期五 1 黄州西湖中学 物理 学科导学案活页 年级 高二 班级 班 学号 姓名
课题： 1、6电势差与电场强度的关系 授课教师：余 萍 学科组长：余 萍 教研组长： 余 萍
学习目标
1、掌握在匀强电场中电势差与电场强度的定量关系，掌握公式含义；
2、理解电场强度另一单位“伏特每米”的物理意义。
学习重点：用E＝UAB/d解决有关的实际问题.
学习难点：E＝UAB/d中的d是沿场强方向A、B两点之间的距离.
学习方法：自主学习、合作探究
学时安排：1学时
学习过程
温故知新
1、电场强度：公式：E= （适用于所有电场）
物理意义：电场强度（简称场强）是描述 物理量
2、电势：电荷在电场中某一点的 与它的 的比值，即
3、电势差：是电场中两点间的电势的差值，即：UAB=
或UBA= 显然UAB= UBA
学习内容
一、阅读教材完成以下内容
1．如图所示的匀强电场中，电荷从A点移到B点，则静电力做的功W与UAB的关系为 ；从q受到的静电力来计算这个功，则F＝ ，W＝ ＝ .结合两种计算方法得出的结果可得UAB＝ .
2．匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿
方向的距离的乘积.
3．电场强度与电势差的关系还可写作E＝ .
4．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 方向距离的比值.即电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距离上降低的 .
二、对公式E＝ 的理解
1．公式E＝ 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场中电势降低最快的方向.
2．对于非匀强电场，用公式E＝ 可以定性分析某些问题.例如等差等势面E越大处，d越小.因此可以断定，等势面越密的地方电场强度也越大.
3．推论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段两端的电势差相等.
三、三个电场强度公式的比较
公式 适用范围 说明
E＝F/q 任何电场 定义式，q为试探电荷的电量
E＝kQ/r2 真空中点电荷的电场 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＝U/d 匀强电场 U为沿电场方向上相距为d的两点间的电势差，d是沿电场方向的距离.
典题深化
1、平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V. (1)两板间的场强是多大？
(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差多大？
(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？
2、如图所示，A、B、C是匀强电场中的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A＝15 V，B＝3 V，C＝－3 V，试确定场强的方向，并画出电场线.
学习小结
当堂检测
1．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 A B
E α L
B＇ 世上最快而又最慢，最快而又最短，最平凡而又最珍贵，最容易忽视而又最令人后悔的就是浪费时间。
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2 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，电势降低最快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．电场中有一条直线，在直线上有M、N两点，若将一试探电荷Q从直线外的P点分别移到M、N两点，电场力对Q做功相等，则 ( )
A．该电场若是匀强电场，则M、N连线一定与电场线平行
B．该电场若是匀强电场，则M、N连线—定与电场线垂直
C．该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势和场强都相同
D．该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势相等，电场强度不同
4．如图中，a、b、c、d、e五点在一直线上，b，c两点间的距离等于d、e两点间的距离．在a点固定放置一个点电荷，带电荷量为+Q，已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U，将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中，下列说法正确的是 ( )
A．电场力做功qU B．克服电场力做功qU
C．电场力做功大于qU D．电场力做功小于qU
5．已知空气的击穿电场强度为2×106 V／m，测得某一次闪电，设闪电的火花路径为直线，其火花长为1000m，则发生这次闪电时，放电路径两端的电势差U＝ V，若这次闪电通过的电荷量为30C，则释放的能量W＝ J．
6．如图所示，在电场强度E＝2000 V／m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM＝4 cm，MB＝3 cm，AB＝5 cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q＝2×10-9C的正电荷从B移到M点，再从M点移到A点，电场力做功为
( )
A．0.6×10-6J
B．0.12×10-6J
C．-0.16×10-6J D．-0.12×10-6J
课后练习
1．在水深超过200 m的深海,光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电来获取食物并威胁敌害、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104N／C时可击昏敌害，身长为50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬时电压大约可达？
2、两块带电的平行金属板相距10cm，两板之间的电势差为9.0×103V。在两板间与两板等距离处有一粒尘埃，带有-1.6×10-7C的电荷。求⑴两极板间的电场强度 ⑵尘埃受到的静电力是多大？ ⑶这粒尘埃在静电力的作用下运动到带正电的金属板，静电力所做的功是多少？
3、带有等量异号电荷,相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场，如图所示,电场强度E=2×104V/m,方向向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。
(1)C、D两点哪点电势高 两点的电势差UCD等于多少
(2)如果令B板接地(即电势B=0),则C和D的电势C和D各是多少 如果令A板接地,则C和D各是多少？在这两种情况中,UCD相同吗？(3)一个电子从C点移动到D点,静电力做多少功
如果使电子先移到P点,再移到D点,静电力做的功是否发生变化？
4、空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，空气变成了导体，这个现象叫做空气的“击穿”．一次实验中，电压为4×104V的直流电源的两极连在一对平行金属板上，如果把两金属板的距离减小到1.3cm，两板间就会放电。这次实验中空气击穿时的电场强度是多大？
5．为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图所示．若AB＝0.4
m，α＝370，q＝-3×10-7C，F＝1.5×10-4N，A点电势A＝100 V(不计重力，sin 370=0.6，cos370＝0.8)
⑴在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势值，求出场强和AB间的电势差。 世上最快而又最慢，最快而又最短，最平凡而又最珍贵，最容易忽视而又最令人后悔的就是浪费时间。
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3 ⑵求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？
课后反思
