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2019-2020年高中物理
1.6电势差和电场强度的关系导学案新人教版选修3-1【学习目标】
1.学生理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed并能推导出这个关系式
2.学生会用关系式U=Ed进行计算
3.学生通过分析寻找物理量之间的内在联系培养分析、推理能力【学习重点】场强与电势差关系的理解及应用【学习难点】场强与电势差关系的理解及应用【学法建议】阅读、讨论、合作探究【知识衔接】自主学习问题1如图表示某一匀强电场的等势面和电场线沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点,设A、B两点间的距离为d,电势差为UAB,场强为E则电场力所做的功从能的角度从力的角度比较功的两个计算结果得到:UAB=结论在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于问题2如图表示某一匀强电场的等势面和电场线,有相距为L的A、B两点,两点连线与场强方向成α角把正电荷q由A点移动到B点,设A、B两点间的距离为L,电势差为UAB,A、B'两点间的距离为d,场强为E则电场力所做的功从能的角度从力的角度比较功的两个计算结果得到:UAB=结论在匀强电场中,两点间的电势差等于问题3分析UAB=Ed适用条件和式中各物理量意义合作探究质疑拓展非匀强电场中,等差等势面之间的距离相等吗?如点电荷的电场中的等势面结论等差等势面密处场强,等势面疏处场强问题4从电势差的角度理解电场强度电场强度与电势差的关系也可以写做E=,此式物理意义是质疑拓展如图所示,B、C、D是匀强电场中某一等势面的三个点,则AB、AC、AD这三条线段上单位距离电势降落的数值一样吗?你能得到什么结论问题5证明1V/m=1N/C【练习反馈】1.对关系式Uab=Ed的理解正确的是()A.式中的d是a、b两点间的距离B.a、b两点间距离越大电势差越大C.d是a、b两个等势面的距离D.此式适用于任何电场2.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系正确的说法是()A.在相同距离上的两点电势差大的其场强也必定大B.场强在数值上等于每单位距离上的电势降落C.沿着电场线方向任何相同距离上的电势降落必定相等D.电势降低的方向必定是电场强度的方向3.如图所示MN是一负的点电荷电场中的一条电场线场强方向由M指向Nab=bca、b、c三点的场强和电势分别为Ea、Eb、Ec和φa、φb、φc.则下列关系正确的是()A.EaEbEcB.Ea=Eb=EcC.φaφbφcD.φa-φb=φb-φc4.如图所示在E=500V/m的匀强电场中a、b两点相距d=2cm它们的连线跟场强方向的夹角是60°则Uab等于()A.5VB.10VC.-5VD.-10V5.如图1-6-8所示.是匀强电场中的一组等势面每两个相邻等势面的距离是25cm由此可确定电场强度的方向及大小为()A.竖直向下E=
0.4N/CB.水平向右E=
0.4N/CC.水平向左E=40N/CD.水平向右E=40V/m归纳总结达标检测:1.对公式E=U/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a、b两个等势面间的垂直距离2.如图所示,在电场中任意取一条电场线,电场线上的a、b两点相距为d,则A.a点的场强一定大于b点的场强B.a点的电势一定高于b点的电势C.a、b两点间的电势差一定等于EdE为a点场强D.a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功3.下列说法正确的是A.匀强电场中各处场强相等、电势也相等B.等势体内各点电势相等、场强为零C.沿电场线方向电场强度一定越来越小D.电势降低的方向就是电场线的方向例题1如图,在匀强电场中的M、N两点距离为2cm,两点间的电势差为5V,M、N连线与场强方向成60°角,求该电场的电场强度大小变式训练1如图所示,A、B两点相距10cm,E=100V/m,AB与电场线方向夹角θ=1200,求AB两点间的电势差★变式训练2下图中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,各点电势如图所示请在图中画出电场的两条电场线(用实线表示,必要的辅助线用虚线表示)例题2如图1-6-15,在光滑绝缘竖直细杆上套有一小孔的带电小球,小球质量为m,带电荷量为-q,杆与以正电荷Q为圆心的某一圆周交于BC两点,小球从A点无初速释放AB=BC=h,小球滑到B点时速度大小为,求:小球滑到C点时速度的大小及AC两点间的电势差.课堂巩固达标1.从电势差定义式可以看出A.电场中两点间的电势差与电场力做的功W成正比,与移送的电量q成反比B.电场力在电场中两点间移动的电荷越多,电场力做的功越大C.将1库的负电荷从一点移到另一点电场做了1焦的功,这两点间的电势差大小是1伏D.两点间的电势差,等于把正点电荷从一点移到另一点电场力做的功2.电场中两点电势差为零,则A.两点处的场强都为零B.两点处的电势都为零C.同一电荷在这两点具有的电势能相等D.电荷在这两点间移动的过程中,电势能一直保持不变
3.下列说法中,正确的是A.电场强度和电势差都是矢量B.电势为零的地方,电场强度也一定为零C.某两点的电势差为零,把电荷从这两点中的一点移到另一点,电场力做功一定为零D.由公式E=U/d可知,电场中某两点间的电势差与电场力做的功成正比,与电荷电荷量成反比★
4.如图所示,边长为L的等边三角形三个顶点a、b、c处在匀强电场中,且电场线与a、b、c共平面,一个电子只在电场力作用下由a运动到b动能减小了ΔE,而一个质子只在电场力作用下由a运动到c动能增加了ΔE,则电场强度的大小为________.小结课后反思:【课后作业】1.一个带正电的质点,电量q=2×10–-9C,在静电场中由a点移到b点的过程中,除电场力做功外,其他力对质点做功为6×10–5J,质点的动能增加了8×10–5J,则a、b两点间的电势差为A.3×104VB.1×104VC.4×104VD.7×104V★
2.在场强大小为E的匀强电场中,一质量为m、带电荷量为q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为
0.8qE/m,物体运动s距离时速度变为零.则()A.物体克服电场力做功qEsB.物体的电势能减少了
0.8qEsC.物体的电势能增加了qEsD.物体的动能减少了
0.8qEs3.图中A、B、C为平行纸面的匀强电场中的三个点.已知B点电势为零.现将一电量q=10-5C的正点电荷由A点移到C点电场力做功W1=8×10-5J;将该电荷由C移到B电场力做功W2=-2×10-5J.试求1各点电势;2画出电场中电场线及等势面分布情况.
4.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V,UB=3V,UC=-3V,由此可得D点的电势UD=V.★5.如图所示两平行金属板接在电势差为U=12V的电源上已知两板距离为d时将一点电荷从A点移到B点电场力做的功为4×106eV则两板距离拉大到4d后将点电荷由B点移回到A点过程中电场力对点电荷做的功等于__________eV.★★6.如图1-6-11所示为一组未知方向的匀强电场的电场线把1×10-6C的负电荷从A点沿水平线移至B点电场力做了2×10-6J的功A、B间的距离为2cm.问1匀强电场场强是多大方向如何2A、B两点间的电势差是多大若B点电势为1V则A点电势是多大电子处于B点时具有多少电势能答案不印刷预习检测答案1D2BD3B巩固达标
1.C
2.C
3.C
4.课后作业答案
1.B
2.ACD
3.1φA=6VφB=0φC=-2V;2略
4.UD=9V5.-
1066.-2V-1V-1eV答案不印刷
1、C
2、C
3、C
4、C
5、DABEB'dABEαLADECB图2。