《電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系》導(dǎo)學(xué)案-副本

《《電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系》導(dǎo)學(xué)案-副本》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系》導(dǎo)學(xué)案-副本（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、課時(shí)1.6　電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 　　1.理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系U=Ed,并且能夠推導(dǎo)出這個(gè)關(guān)系式。 2.會(huì)用關(guān)系式U=Ed進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 3.知道電場(chǎng)強(qiáng)度的兩種單位是相同的。 1.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于①電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿②電場(chǎng)方向的距離的乘積,即UAB=③Ed。 2.由關(guān)系式E=④　　　　可以看出,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的⑤電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿⑥電場(chǎng)方向距離的比值,也就是說(shuō),電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿⑦電場(chǎng)方向每單位距離上降低的⑧電勢(shì)。 3.電場(chǎng)強(qiáng)度的單位可以寫(xiě)作⑨牛/庫(kù)(N/C)或者⑩伏/米(V/m),兩種單位是相同的。

2、 　　主題1:勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一帶電荷量為+q的粒子在靜電力的作用下由A點(diǎn)移到B點(diǎn)。 (1)試就下面兩種情況推導(dǎo)公式UAB=Ed。 ①A、B兩點(diǎn)位于同一條電場(chǎng)線上,如圖甲所示。 ②A、B兩點(diǎn)不在同一條電場(chǎng)線上, A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB,距離為L(zhǎng),AB與電場(chǎng)E的方向間的夾角為θ,如圖乙所示。 (2)請(qǐng)結(jié)合圖丙思考:沿A→B、A→C、A→D三個(gè)方向的電勢(shì)都是降落的,三個(gè)電勢(shì)降落方向中,沿哪個(gè)方向的電勢(shì)降落得最快?電勢(shì)降落最快的方向與電場(chǎng)方向具有怎樣的關(guān)系? (3)閱讀教材中后一個(gè)“思考與討論”后,請(qǐng)證明:1 V/m=1 N/

3、C。 　　主題2:電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式的比較 運(yùn)用E=Fq、E=kQr2、E=Ud三個(gè)公式都可以求電場(chǎng)強(qiáng)度,它們之間有什么區(qū)別?應(yīng)用時(shí)要注意哪些問(wèn)題? 　　主題3:探究非勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 如圖甲所示,以點(diǎn)電荷+Q為圓心(球心)畫(huà)同心圓(同心球面),其半徑之比為1∶2∶3。 (1)甲圖中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是否相等?說(shuō)明理由。 (2)在圖甲中,如果允許A、B、C三點(diǎn)在電場(chǎng)線上移動(dòng),并且要求UAB=UBC,你能判斷線段AB與線段BC的大小關(guān)系嗎?說(shuō)明理由。 (3)在圖乙中兩相鄰的同心圓之間的電勢(shì)差相等,丙圖表示電

4、勢(shì)降落的情況,看圖說(shuō)一說(shuō)電勢(shì)在哪些地方降落得快,哪些地方降落得慢。 1.下列公式中,既適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng),也適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)的有(　　)。 ①電場(chǎng)強(qiáng)度E=Fq?、陔妶?chǎng)強(qiáng)度E=Ud?、垭妶?chǎng)強(qiáng)度E=kQr2?、莒o電力做功W=Uq A.①③　　　　　　　B.②③　　　　　　　C.②④　　　　　　　D.①④ 2.下列關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)的結(jié)論正確的是(　　)。 A.公式E=Fq也適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) B.根據(jù)U=Ed可知,任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)的距離成正比 C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度值等于沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向每單位長(zhǎng)度上的電勢(shì)差值 D.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向總是跟電荷所受靜電力的方向

5、一致 3.如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=100 V/m,A、B兩點(diǎn)相距10 cm,A、B兩點(diǎn)的連線與電場(chǎng)線方向的夾角為60,則UBA的值為(　　)。 A.-10 V B.10 V C.-5 V D.-53 V 4.圖示是一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面,每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面相距2 cm,由此可以確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和數(shù)值是(　　)。 A.豎直向下,E=100 V/m B.水平向左,E=100 V/m C.水平向左,E=200 V/m D.水平向右,E=200 V/m 　　拓展一、公式U=Ed或E=Ud的應(yīng)用 1.圖示中A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,已知AC⊥

6、BC,∠ABC=60,BC=20 cm。把一個(gè)電荷量q=110-5 C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做的功為零;從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做的功為-1.7310-3 J,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向分別是(　　)。 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 　　拓展二、勻強(qiáng)電場(chǎng)中涉及電勢(shì)的計(jì)算 2.如圖所示,A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA=15 V、φB=3 V、φC=-3 V。由此可得D點(diǎn)的電勢(shì)φD=　　　V。 　　拓展三、

7、電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、等勢(shì)面之間的關(guān)系 3.如圖所示,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,且AB=BC,電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EA、EB、EC,電勢(shì)分別為φA、φB、φC,AB、BC間的電勢(shì)差分別為UAB、UBC,則下列關(guān)系中正確的是(　　)。 A.φA>φB>φC B.EC>EB>EA C.UAB

8、10-19 J 答案 課時(shí)1.6　電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 知識(shí)體系梳理 ①電場(chǎng)強(qiáng)度?、陔妶?chǎng)?、跡d?、躑ABd?、蓦妱?shì)差　⑥電場(chǎng) ⑦電場(chǎng)?、嚯妱?shì)　⑨牛/庫(kù)(N/C)?、夥?米(V/m) 重點(diǎn)難點(diǎn)探究 主題1:(1)①沿著電場(chǎng)線上兩點(diǎn)移動(dòng)電荷時(shí),靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系WAB=qUAB,靜電力做功與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系WAB=Eqd,因此UAB=Ed。 ②如果A、B兩點(diǎn)不在同一條電場(chǎng)線上,+q在靜電力的作用下由A點(diǎn)移到B點(diǎn)。 從力的角度看,靜電力做功:WAB=EqLcos θ=dEq 從能的角度看,靜電力做功:WAB=UABq 由以上兩式得:UAB=Ed。 (2)三

9、個(gè)電勢(shì)降落的方向中,沿A→C方向電勢(shì)降落得最快。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降落最快的方向。 (3)由E=UABd,可得電場(chǎng)強(qiáng)度的另一個(gè)單位:V/m 1 V/m=1V1 m=1J/C1m=1Nm1Cm=1 N/C。 主題2:E=Fq是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,適用于任何電場(chǎng),其中q為試探電荷。 E=kQr2是電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算式,只適用于真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng),其中Q為場(chǎng)源電荷。 E=Ud是電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系式,只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),d表示電場(chǎng)中兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離。 主題3:(1)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不相等。原因是,由正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布情況可知,沿著Q→A→B→C的方向,電場(chǎng)

10、強(qiáng)度越來(lái)越弱?，F(xiàn)在假設(shè)有試探電荷+q先從A移動(dòng)到B,再由B移動(dòng)到C。在此過(guò)程中,只能用W=Flcos θ=qEd計(jì)算靜電力做的功。但是,這里的靜電力是個(gè)變力,我們只好把AB和BC分割成許多小段,這樣,每一小段上的靜電力都可以看作是恒力,再把各小段上靜電力做的功相加就能得到由A移動(dòng)到B和由B移動(dòng)到C過(guò)程中靜電力做的功了。因?yàn)橛葿移動(dòng)到C的靜電力總是小于由A移動(dòng)到B的靜電力,所以WAB>WBC。從另一角度看,WAB=qUAB適用于任何電場(chǎng),所以qUAB>qUBC,故UAB>UBC。 (2)如果要求UAB=UBC,則應(yīng)該AB

11、,那么WAB=WBC。但AB段的靜電力大于BC段的靜電力,所以A、B間的距離應(yīng)該小于B、C間的距離。 (3)在離場(chǎng)源電荷較近的地方(也就是電場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)的地方)電勢(shì)降落得快,在離場(chǎng)源電荷較遠(yuǎn)的地方(也就是電場(chǎng)強(qiáng)度弱的地方)電勢(shì)降落得慢。該圖形象地說(shuō)明了電場(chǎng)強(qiáng)度的大小反映電勢(shì)隨空間位置變化的快慢。 基礎(chǔ)智能檢測(cè) 1.D　2.AC　3.C　4.B 全新視角拓展 1.D　【解析】把電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力不做功,說(shuō)明A、B兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,因該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),等勢(shì)面應(yīng)為平面,故圖中直線AB即為等勢(shì)線,電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)垂直于等勢(shì)線,可見(jiàn),選項(xiàng)A、B不正確。B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UBC=WBCq

12、=-1.7310-3110-5 V=-173 V,負(fù)號(hào)說(shuō)明B點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)低173 V。因電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向,所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向必垂直于AB斜向下。電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=Ud=UBCsin60=1730.232 V/m=1000 V/m,因此選項(xiàng)D正確。 2.9 【解析】解法一　由題意知A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為18 V,連接A、C,并將AC線段分為三段AE、EF、FC,如圖所示,則每等份電勢(shì)差為6 V,所以B、F兩點(diǎn)等電勢(shì),勻強(qiáng)電場(chǎng)中等勢(shì)線相互平行,而ED∥BF,故D、E兩點(diǎn)等電勢(shì),D點(diǎn)電勢(shì)為9 V。 解法二　在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,在相互平行的直線上,等長(zhǎng)線段的兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差相等,所以UAB=UDC,即φA-φB=φD-φC,得φD=9 V;或UAD=UBC,即φA-φD=φB-φC,得φD=9 V。 3.ABC　【解析】本題考查靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布知識(shí)和規(guī)律。A、B、C三點(diǎn)處在一根電場(chǎng)線上,沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,故φA>φB>φC,A對(duì);由電場(chǎng)線的密集程度可看出電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EC>EB>EA,B對(duì);電場(chǎng)線密集的地方電勢(shì)降低較快,故UBC>UAB,C對(duì),D錯(cuò)。