黑龙江省齐齐哈尔市高中物理 第一章 静电场1.6《电势差与电场强度的关系》 8页

‎1.6《电势差与电场强度的关系》 ‎ 学习 目标 1. 理解匀强电场中电势差与电场强度的定量关系 2. 对于公式U＝Ed要知道推导过程及适用条件 3. 能够熟练应用U＝Ed解决有关问题．‎ 学习 疑问 学习 建议 ‎【知识点回顾】‎ 静电力做功的计算方法?‎ ‎【预学能掌握的内容】‎ ‎（查阅教材p22-23页完成下列问题）‎ ‎1．正确理解电势差与电场强度的关系 ‎(1)关系式：U＝Ed．‎ ‎①适用条件：__________． ‎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方向的距离的_____。‎ ‎③关系式中各量含义：E为匀强电场的电场强度，U为两点的电势差， d为_______________________．如果某两点A、B间距L不沿场强方向，计算电势差时，d的取值应为L在___________________，即为A、B两点所在的等势面的垂直距离． ‎（2）关系式的另一种表述：‎ ‎①此式可理解为匀强电场的电场强度公式 ‎②物理意义：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_______。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的______。‎ ‎(3)电场强度的单位：伏每米（V/m）或牛每库（N/C）‎ 单位关系：1 V/m = _____N/C ‎【例1】如图所示，在电场强度为E＝4．0×103 N／C的匀强电场中有相距5．‎0 cm的A、B两点，两点连线与场强成30°角．求A、B两点间的电势差．‎ ‎【合作探究】电场强度的三个计算公式的比较 运用E=k、E=三个公式都可以求电场强度,它们之间有什么区别?应用时要注意哪些问题?‎ ① 公式，它是电场强度的定义式，不是E的决定式，适用于_________‎ ② ‎②该式仅适用于真空中_____________．式中Q是产生电场的电荷的电荷量 ，公式明确表述了点电荷电场的场强由哪些因素决定，是怎样的函数关系.‎ ① ‎③是匀强电场中电势差跟电场强度的关系式，该公式仅_________‎ ‎【延伸思考1】如图，匀强电场中a、b、c是线段ac上三点，线段de与线段ac平行，且ab=bc=de，那么Uab、Ubc和Ude的大小有什么关系？‎ 规律总结：在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是 的；在匀强电场中，相互平行且长度相等的线段两端点的 ‎【例2】如图所示，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20 V，B点的电势为24 V，D点的电势为4 V，由此可知C点的电势为(　 　)‎ A．4 V B．8 V C．12 V D．24 V ‎【延伸思考2】公式U＝Ed是在匀强电场中得到的，在非匀强电场中能否适用？‎ 规律总结：公式U＝Ed只适用于匀强电场，其中d为A、B两点 的距离．但是可以应用这个关系式定性判断非匀强电场中电场强度与电势差的关系。‎ ‎【例3】如图所示，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。则下列说法正确的是(　 )‎ A．M点的电势比N点的电势高 B．将负电荷由O点移动到M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两点间的电势差小于O、M两点间的电势差 ‎【延伸思考3】请结合图丙思考:沿A→B、A→C、A→D三个方向的电势都是降落的,三个电势降落方向中,沿哪个方向的电势降落得最快?电势降落最快的方向与电场方向具有怎样的关系?‎ 规律总结：电场强度的方向指向电势降落 的方向，‎ ‎【例4】关于匀强电场中的电势差与电场强度的关系，正确的说法是（ ）‎ A. 任意两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积 B. 电势降落的方向必定是场强方向 C. 沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等 D. 在相同距离的两点上，电势差越大，这两点间的电场强度越大 规律总结：‎ ‎【典题探究】‎ ‎【例5】 如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝‎20 cm．把一个电量的正电荷从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，则该匀强电场的场强大小和方向是（ ）‎ A．865 V/m，垂直AC向左 B．865 V/m，垂直AC向右 C．1000 V/m，垂直AB斜向上 D．1000 V/m， 垂直AB斜向下 ‎【例6】如图所示，A、B两板相距‎30 cm，电源电压为60 V，问：（1）匀强电场的电场强度多大？方向如何？（2）若B板接地，A板电势为多大？（3）若C点离A板 ‎1‎‎0 cm‎，D点离B板‎5 cm，则C、D两点的电势各为多少？C、D两点间的电势差多大？‎ ‎【课堂检测】‎ ‎1．下列说法正确的是 （ ）‎ A．由公式可知，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积 B．由公式可知，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小 C．在匀强电场中，任意两点间电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积 D．公式只适用匀强电场 ‎2．如图，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[a、[b、[c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度。则下列关系正确的是（ ）‎ a b c A. [a＞b＞[c B. Ea＞Eb＞Ec C. [a－b =b－[c D. Ea=Eb=Ec ‎3. 下列说法正确的是（ ）‎ A.任何电场中总有U＝Ed B.在点电荷的电场中沿电场线有等距离三点ABC，必有UAB ＝UBC C.在匀强电场中，电场强度等于任何方向单位长度的电势降落 D.在匀强电场中，电场强度等于沿电场方向单位长度的电势降落 ‎4．在电场强度为的匀强电场中，A、B两点相距‎5 cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是_____ V。若A、B两点连线与电场方向成60°时， 则A、B两点的电势差是________V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是_______V。‎ ‎5.如图所示，A、B两点相距‎10 cm，E＝100 V/m，AB与电场线方向的夹角θ＝120°，求A、B两点间的电势差UAB ．‎ ‎【层次一】‎ ‎1．下述关于匀强电场的判断错误的是（ ）‎ A．公式也适用于匀强电场 B．根据可知，匀强电场中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正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．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 ‎3v ‎1v ‎-1v ‎-3v ‎4．如图为匀强电场的等势面图，每两个相邻等势面相距‎2cm，由此可确定电场强度的方向和数值是 ( )‎ A．竖直向下，E＝100V/m B．水平向左，E＝100N/C C．竖直向上，E＝100V/m D．水平向右，E＝100V/m ‎5．在匀强电场中，带正电荷量为 的粒子受到外力F作用从A点移到B点，位移为‎10cm，A点比B点电势高300V，带电粒子的动能增加，则外力做的功是_________，电场强度的最小值是____________。‎ ‎【层次二】‎ 6． 图所示，a、b、c是匀强电场中的三个点，a、b、c三点在同一平面上，三点电势分别是10V、2V和6V，下列各图中电场强度的方向表示正确的是(     )．‎ ‎7如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的是( 　　)‎ A．φA>φB>φC　　　 B．EC>EB>EA C．UAB