2012高二物理學(xué)案 1.6 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 2人教版選修3-1.doc

1.6 電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)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，并能推導(dǎo)這個(gè)關(guān)系式。2、會(huì)用U=Ed進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。3、通過(guò)分析尋找物理量之間在內(nèi)在聯(lián)系，提高分析推理能力。學(xué)習(xí)重點(diǎn)理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系d，并且能夠推導(dǎo)出這個(gè)關(guān)系式。學(xué)習(xí)難點(diǎn)會(huì)用關(guān)系式d進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。知識(shí)梳理一、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的不同之處、物理意義不同：電場(chǎng)強(qiáng)度描述電場(chǎng)力的特征，電勢(shì)差描述電場(chǎng)能的特征；、是矢量，是標(biāo)量；、表達(dá)式不同：q，U=W/q；、單位不同：為m ， U為V二、場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的聯(lián)系。、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中d、電場(chǎng)中，電勢(shì)降落最快的方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向；、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差。例題精講例1.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn)，它們的連線構(gòu)成一個(gè)直角三角形，AB0.12m，AC0.05m，把一電荷量q110-8C的點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為510-7J，把點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)，電場(chǎng)力做功仍為510-7J，由此可知電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)?，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 ，B、C兩點(diǎn)帶電電勢(shì)差是 。解析：由題意可知：電荷從B移到A、C兩點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相等，表明電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，故A、C兩點(diǎn)具有相同的電勢(shì)，A、C兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，由于電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，所以場(chǎng)強(qiáng)方向與AC連線垂直；又由于負(fù)電荷從B移到A或C時(shí)電場(chǎng)力做正功，表明負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力方向由B指向等勢(shì)面AC，故場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)當(dāng)由等勢(shì)面AC指向B，即由A指向B。B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBCA、 C兩點(diǎn)在等勢(shì)面上，UBAUBC50V，由圖示可知AB垂直于AC，故場(chǎng)強(qiáng)：答案：由A指向B；417V/m；50V例2.平行金屬板A、B帶電后，板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)，如下圖所示，兩板間距是5cm，兩板間電壓是60V.求：(1)兩板間的場(chǎng)強(qiáng)(2)電場(chǎng)中有P1和P2兩點(diǎn)，P1點(diǎn)距離A板0.5cm，P2點(diǎn)距離B板也是0.5cm.P1、P2兩點(diǎn)間電勢(shì)差多大？(3)若將B板接地，P1與P2兩點(diǎn)的電勢(shì)各是多少伏？解析：(1)兩板之間是勻強(qiáng)電場(chǎng)，由EV/m1.2103V/m.(2)P1、P2兩點(diǎn)間沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離：d4.0cm，所以UP1P2Ed1.21034102V48V.(3)B板接地，選其電勢(shì)為零，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)就等于該點(diǎn)與B板的電勢(shì)差所以P1Ed11.21034.5102V54V，P21.21030.5102V6V.答案：(1)1.2103V/m；(2)48V；(3)54V；6V當(dāng)堂練習(xí)1如圖所示，在沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，有一動(dòng)點(diǎn)A以O(shè)為圓心，r為半徑做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)OA與x軸正向成角時(shí)，O、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為()AUOAEr BUOAErsinCUOAErcos DUOAErcos2.夏季某日，某地區(qū)距地面一定高度的空中有兩塊相距3km的足夠大的云團(tuán)，受濕氣流影響，兩塊云團(tuán)正在以5m/s的相對(duì)速度靠近，不斷與空氣摩擦帶電設(shè)兩云團(tuán)之間電勢(shì)差保持3109V不變，已知空氣電離的電場(chǎng)強(qiáng)度(即發(fā)生放電時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度)為3106V/m，云團(tuán)間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則大約經(jīng)過(guò)_秒，將會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象；在這次放電中，若從一塊云團(tuán)移到另一塊云團(tuán)的電荷量為500C，閃電歷時(shí)0.01s，則此過(guò)程中的平均電流為_(kāi)安培(提示：電流I)3.如圖所示為一組未知方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，將110-6C 的負(fù)電荷由A點(diǎn)沿水平線移至B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了210-6J的功，A、B間的距離為2cm。問(wèn)（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)多大？方向如何？（2）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差多大？若B點(diǎn)電勢(shì)為1V，A點(diǎn)電勢(shì)為多少？ 當(dāng)堂練習(xí)答案1.C 解析：由圖可知OA沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離為：dcosrcos，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系：UOAEdErcos，選C.3.200V/m 斜向