高二上冊物理電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系名補(bǔ)教案（教師版）

1、.高二物理上冊名補(bǔ)精品教案目的進(jìn)步班 名師培優(yōu)精講【教學(xué)標(biāo)題】 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系【教學(xué)目的】1、 掌握電場強(qiáng)度的定義式；2、 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式。【教學(xué)重點(diǎn)】1、勻強(qiáng)電場中電場的性質(zhì)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1、通過場強(qiáng)計算電勢差。【進(jìn)門得分】1、如下圖，一電場的電場線分布關(guān)于y軸沿豎直方向?qū)ΨQ，O、M、N是y軸上的三個點(diǎn)，且OMMN. P點(diǎn)在y軸右側(cè)，MPON.那么ADA、M點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的電勢高B、將負(fù)電荷由O點(diǎn)挪動到P點(diǎn)，電場力做正功C、M、N兩點(diǎn)間的電勢差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢差D、在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動2、在靜電場中CD、電場處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定

2、處處為零、電場強(qiáng)度處處一樣的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處一樣、電場強(qiáng)度的方向總是跟等勢面垂直的、沿著電場強(qiáng)度的方向，電勢總是不斷降落3、 如下圖，實(shí)線為電場線，虛線為等勢面，且AB=BC，電場中的A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為，電勢分別為，AB、BC間的電勢差分別為，那么以下關(guān)系中正確的有 ABC A、 B、 C、 D、4、 如下圖，xOy平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，方向未知，電場線跟x軸的負(fù)方向夾角為，電子在坐標(biāo)平面xOy內(nèi)，從原點(diǎn)O以大小為v0方向沿x正方向的初速度射入電場，最后打在y軸上的M點(diǎn)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，重力不計那么DA、O點(diǎn)電勢高于M點(diǎn)電勢B、運(yùn)動過程中電子在M點(diǎn)電勢能最大C、

3、運(yùn)動過程中，電子的電勢能先減少后增加D、電場對電子先做負(fù)功，后做正功【教學(xué)內(nèi)容】要點(diǎn)一、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1關(guān)系式推導(dǎo)如下圖，在勻強(qiáng)電場力作用下，電荷q從A點(diǎn)挪動到B點(diǎn) 靜電力做功WAB與UAB的關(guān)系為WABqUAB，因為勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度處處相等所以電荷q所受靜電力FqE是一個恒力，它所做的功為WABFdqEd 比較功的兩個計算結(jié)果得：UABEd 2勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 1勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場方向的間隔 的乘積 2公式：UABEd 要點(diǎn)詮釋： 1此公式只適用于勻強(qiáng)電場 2公式中d必須是沿場強(qiáng)方向的間隔 當(dāng)電場中的兩點(diǎn)不在同一條電場線上時，d應(yīng)為兩

4、點(diǎn)在場強(qiáng)方向上的投影的間隔 ，亦為電場中的兩點(diǎn)所在的等勢面的垂直間隔 3對于非勻強(qiáng)電場，用公式可以定性分析某些問題例如等差等勢面E越大，d越小，因此可以斷定等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大如下圖，在點(diǎn)電荷的電場中有A、B、C三點(diǎn)，要求比較UAB與UBC的大小時，可以利用即UEd定性說明AB段平均電場強(qiáng)度比BC段平均電場強(qiáng)度大，故UABUBC要點(diǎn)二、 電場強(qiáng)度的另一種表述 1表述：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)間沿電場強(qiáng)度方向間隔 的比值 2公式： 3數(shù)值：電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位間隔 上降低的電勢 4單位：伏特每米V/m，且1V/m1N/C 要點(diǎn)詮釋： 1電場

5、強(qiáng)度的方向就是電勢降低最快的方向，只有沿場強(qiáng)方向，在單位長度上的電勢差最大，也就是說電勢降低最快的方向為電場強(qiáng)度的方向但是，電勢降落的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向 2電場線與等勢面處處垂直，并且電場線由高等勢面指向低等勢面3在同一幅圖中，等差等勢面越密即相鄰等勢面間距越小的地方，場強(qiáng)越大如圖中左、右兩端與上、下兩部分比較就很明顯 4電場強(qiáng)度與電勢無直接關(guān)系因為電場中某點(diǎn)電勢的值是相對選取的零電勢點(diǎn)而言的，選取的零電勢點(diǎn)不同，電勢的值也不同，而場強(qiáng)不變，零電勢可以人為選取，而場強(qiáng)是否為零那么由電場本身決定初學(xué)者容易犯的一個錯誤是把電勢上下與電場強(qiáng)度大小聯(lián)絡(luò)起來，誤認(rèn)為電場中某點(diǎn)電勢高，場強(qiáng)就大；某

6、點(diǎn)電勢低，場強(qiáng)就小 要點(diǎn)三、 電場強(qiáng)度、電勢和電勢差的比較電場強(qiáng)度E電勢電勢差U區(qū)別定義放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值在電場中兩點(diǎn)間挪動電荷時，電場力所做的功跟電荷量的比值定義式方向規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向標(biāo)量，無方向標(biāo)量，無方向大小數(shù)值上等于單位電荷受到的力數(shù)值上等于單位正電荷具有的電勢能數(shù)值上等于單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時，電場力所做的功物理意義描繪電場的力的性質(zhì)描繪電場的能的性質(zhì)描繪電場的能的性質(zhì)聯(lián)絡(luò)場強(qiáng)的方向是電勢降落最快的方向，但電勢降落的方向不一定是場強(qiáng)的方向電勢與場強(qiáng)大小之間不存在任何關(guān)系，電勢為零的點(diǎn)

7、，場強(qiáng)不一定為零；電勢高的地方，場強(qiáng)不一定大；場強(qiáng)為零的地方，電勢不一定為零；場強(qiáng)大的地方，電勢不一定高場強(qiáng)的大小等于沿場強(qiáng)方向每單位長度上的電勢降落，即或UEd勻強(qiáng)電場電勢差等于電場中兩點(diǎn)電勢間的差，即要點(diǎn)四、 電場強(qiáng)度的三個公式的區(qū)別 區(qū)別公式物理含義引入過程適用范圍是電場強(qiáng)度大小的定義式，與F、q無關(guān)，是反映某點(diǎn)電場的性質(zhì)適用于一切電場是真空中點(diǎn)電荷場強(qiáng)的決定式由和庫侖定律導(dǎo)出在真空中，場源電荷Q是點(diǎn)電荷是勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)的決定式由FqE和WqU導(dǎo)出勻強(qiáng)電場 說明：在選取物理公式時一定要注意公式的適用條件，應(yīng)用時還要理解公式中各量的物理意義要點(diǎn)五、用“等分法計算勻強(qiáng)電場中的電勢 在勻強(qiáng)電場

8、中，沿任意一個方向，電勢降落都是均勻的，故在同一直線上一樣間距兩點(diǎn)間的電勢差相等假如把某兩點(diǎn)間的間隔 等分為n段，那么每段線段兩端點(diǎn)的電勢差等于原電勢差的1/n倍，像這樣采用這種等分間距求電勢的方法，叫做等分法要點(diǎn)詮釋：1在電場中幾點(diǎn)的電勢時，假如要求其他某點(diǎn)的電勢，一般采用“等分法在電場中找與待求點(diǎn)的電勢一樣的等勢點(diǎn)等分法也常用在畫電場線的問題中 2在勻強(qiáng)電場中，互相平行的相等的線段兩端點(diǎn)電勢差相等，用這一點(diǎn)可求解電勢【過手練習(xí)】類型一、勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系例1、關(guān)于勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系，以下說法正確的選項是 B A任意兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間間隔 的乘積 B沿電

9、場線方向，任何一樣間隔 上電勢降落必定相等 C電勢降低的方向必是場強(qiáng)方向D在一樣間隔 的兩點(diǎn)上，電勢差大的其場強(qiáng)也大 【變式】如圖，在勻強(qiáng)電場中的M、N兩點(diǎn)間隔 為2 cm，兩點(diǎn)間的電勢差為5 V,M、N連線與場強(qiáng)方向成60°角，那么此電場的電場強(qiáng)度多大？ 【答案】500V/m類型二、用UEd或定性分析非勻強(qiáng)電場中的場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系例2、 如下圖，實(shí)線表示電場線，虛線表示等勢線，a、b兩點(diǎn)的電勢分別為，那么a、b連線的中點(diǎn)c的電勢應(yīng)為 B A B C D無法判斷 【變式】如下圖，四種典型電場中分別有a、b、c三點(diǎn) 1試在甲乙丙丁四幅圖中比較以下物理量用等式或不等式表示三者關(guān)系 a、

10、b、c三點(diǎn)場強(qiáng)大小的關(guān)系：甲_，乙_，丙_，丁_；a、b、c三點(diǎn)電勢的關(guān)系：甲_，乙_，丙_，丁_。2試在甲乙丙丁四幅圖中判斷以下過程中挪動正電荷，電場做功的情況填“正功、“負(fù)功或“不做功 ac過程中：甲_，乙_，丙_，丁_； ab過程中：甲_，乙_，丙_，丁_。3在以上分析的根底上，判斷以下說法中正確的選項是 A在靜電場中沿電場線方向的各點(diǎn)的電勢一定降低，場強(qiáng)大小一定不相等 B在靜電場中沿電場線方向的各點(diǎn)的電勢一定降低，場強(qiáng)大小不一定相等 C在靜電場中同一等勢面上各點(diǎn)電勢一定相等，場強(qiáng)大小不一定相等D在靜電場中，點(diǎn)電荷q沿任意途徑從a點(diǎn)移至b點(diǎn)，只要a、b在同一等勢面上，電場力做功就一定為零

11、【答案】1， 2不做功，負(fù)功，正功，負(fù)功正功，不做功，正功，先負(fù)功后正功總功為零3BCD類型三、和UEd的綜合應(yīng)用例3、勻強(qiáng)電場中有A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形，邊長均為4cm，將一帶電荷量的正電荷不計重力，從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功為，假設(shè)把同一電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功也為，那么該電場的場強(qiáng)是多大?【答案】5×102 V/m【總結(jié)升華】 1是標(biāo)量式，計算時各量的正、負(fù)號要代入式中 2在中，E是矢量，U是標(biāo)量，U可能是正值也可能是負(fù)值，計算場強(qiáng)時，電勢差U取絕對值，不帶符號 3此題亦可用WqEd直接來求解【變式】在某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中有a、b兩點(diǎn)，相距為da點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E

12、a，方向與ab連線成1200角，b點(diǎn)的場強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線夾角成1500角，如下圖，那么關(guān)于a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)大小及電勢上下關(guān)系說法正確的選項是 B A BC D類型四、用“等分法求解勻強(qiáng)電場中的電勢例4、如圖甲所示，ABCD是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)的電勢分別是V，3V，-3V，由此可以推斷D點(diǎn)電勢是多少伏?【答案】9V類型五、電場線與等勢面的綜合問題例5、如下圖，A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場中，ACBC，ABC60°，BC20cm，把一個電荷量的正電荷從A移到B，電場力做功為零，從B移到C，電場力做功為J，那么該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向是 D A865 V

13、/m，垂直AC向左 B865 V/m，垂直AC向右 C1000 V/m，垂直AB斜向上 D1000 V/m，垂直AB斜向下【變式】如下圖，虛線方框內(nèi)為一勻強(qiáng)電場區(qū)域，電場線與紙面平行，A、B、C為電場中的三個點(diǎn)，三點(diǎn)電勢分別為12V，6V，V試在方框內(nèi)作出該電場的示意圖即畫出幾條電場線，保存作圖時所用的輔助線假設(shè)將一個電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做多少電子伏的功?【答案】示意圖見解析，電場力做的功為-6eV類型六、UEd在力、電綜合問題中的應(yīng)用例6、如圖甲所示的電場，等勢面是一簇互相平行的豎直平面，間隔均為d，各面電勢已在圖中標(biāo)出，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0、方向與程度方向成45

14、6;角斜向上射入電場，要使小球做直線運(yùn)動。問： 1小球應(yīng)帶何種電荷?電荷量是多少? 2在入射方向上小球最大位移量是多少?電場足夠大【答案】 1正電 2【拓展訓(xùn)練】1以下對關(guān)系式的理解，正確的選項是 C A式中的d是a、b兩點(diǎn)的間隔 Ba、b兩點(diǎn)間間隔 越大，電勢差越大 Cd是a、b兩個等勢面的間隔 D此式適用于任何電場2以下關(guān)于勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系，正確的說法是 C A在一樣間隔 上的兩點(diǎn)，電勢差大的其場強(qiáng)也必定大 B場強(qiáng)在數(shù)值上等于每單位間隔 上的電勢降落 C沿著電場方向，任何一樣間隔 上的電勢降落必定相等 D電勢降低的方向必定是電場強(qiáng)度的方向3如下圖，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E100 V/m，A、B點(diǎn)相距10cm，A、B連線與電場線夾角為60°，那么之值為 C A-10V B10V C-5V D-53 V4如下圖，a、b是電場線上的兩點(diǎn)，將一點(diǎn)電荷q從a移到b，電場力做功W，且知a、b間的間隔 為d，那么以下說法正確的選項是 A Aa、b兩點(diǎn)間的電勢差為 Ba處的電場強(qiáng)度為 Cb處的電場強(qiáng)度為 Da點(diǎn)的電勢為【課后作業(yè)】1如下圖，A、B、C為一等邊三角形的三個頂點(diǎn)，某勻強(qiáng)電場的電場線平行于該三角形平面現(xiàn)將電荷量為的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功為J，將另一電荷量為C的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，抑制電