《整合》高中物理人教版選修31第一章第6節(jié)電勢差與電場強度的關系學案2

第6節(jié)電勢差與電場強度的關系班級_____姓名________學號______【學習目標】1.掌握電勢差與電場強度的關系?。2.會用或解決有關問題。3.掌握勻強電場中電勢變化的特點。甲【自主學習、合作探究】甲問題1：在勻強電場中電勢差與電場強度的關系1．如圖甲所示，勻強電場的電場強度為E，將電荷+q從A點移動到B點，（1）試從力和位移的角度計算靜電力所做功的大?。?）若A、B間電勢差UAB，試用電勢差表示靜電力做功的大?。?）比較兩次計算的功的大小，電勢差與電場強度有何關系？2．接上，若A、B不在同一條電場線上，如圖乙所示，請利用上面的推導過程推導A、B兩點間的電勢差UAB結論：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與的距離的乘積。例1：在勻強電場中，將一電荷量為2×10-5C的正電荷由A點移到B點，電場力做功0.1J，已知A、B兩點間距L＝2cm，兩點連線與電場方向成60°角，如圖所示，則：（1）A、B兩點間的電勢差為_________;（2）該勻強電場的電場強度為_________V/m【延伸思考1】如圖，勻強電場中a、b、c是線段ac上三點，線段de與線段ac平行，且ab=bc=de，那么Uab、Ubc和Ude的大小有什么關系？規(guī)律總結：在勻強電場中，沿任意一個方向，電勢降落都是均勻的；在勻強電場中，相互平行且長度相等的線段兩端點的電勢差相等例2：如圖所示，A、B、C、D是勻強電場中的四個點，它們正好是一個矩形的四個頂點．電場線與矩形所在平面平行．已知A點的電勢為20V，B點的電勢為24V，D點的電勢為4V，由此可知C點的電勢為()A．4V B．8VC．12V D．24V【延伸思考2】公式U＝Ed是在勻強電場中得到的，在非勻強電場中能否適用？規(guī)律總結：公式U＝Ed只適用于勻強電場，其中d為A、B兩點沿電場方向的距離．但是可以應用這個關系式定性判斷非勻強電場中電場強度與電勢差的關系。例3：如圖所示，一電場的電場線分布關于y軸(沿豎直方向)對稱，O、M、N是y軸上的三個點，且OM＝MN。則下列說法正確的是()A．M點的電勢比N點的電勢高B．將負電荷由O點移動到M點，電場力做正功C．M、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差D．M、N兩點間的電勢差小于O、M兩點間的電勢差問題2：場強E的另一種表達式1、內(nèi)容：在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿電場強度方向距離的比值。2、表達式：3、物理意義：電場強度在數(shù)值上等于4、場強的兩個單位：N/C或V/m。請證明1V/m=1N/C。思考：為什么在等差等勢面中等勢面越密集的地方電場強度就越大？例4：關于勻強電場中的電勢差與電場強度的關系，正確的說法是（）A.任意兩點間電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積B.電勢降落的方向必定是場強方向C.沿電場線方向任意相同距離的兩點間的電勢差必相等D.在相同距離的兩點上，電勢差越大，這兩點間的電場強度越大例5如圖所示，P、Q兩金屬板間的電勢差為50V，板間存在勻強電場，方向水平向左，板間的距離d＝10cm，其中Q板接地，兩板間的A點距P板4cm.求：(1)P板及A點的電勢．(2)保持兩板間的電勢差不變，而將Q板向左平移5cm，則A點的電勢將變?yōu)槎嗌伲俊菊n堂小結】【當堂檢測】1.下列說法正確的是（）A.任何電場中總有U＝EdB.在點電荷的電場中沿電場線有等距離三點ABC，必有UAB＝UBCC.在勻強電場中，電場強度等于任何方向單位長度的電勢降落D.在勻強電場中，電場強度等于沿電場方向單位長度的電勢降落2.如圖所示，A、B兩點相距10cm，E＝100V/m，AB與電場線方向的夾角θ＝120°，求A、B兩點間的電勢差UAB．【課后限時訓練】A組1.兩塊帶電平行金屬板相距10cm，兩板之間的電勢差為9.0×103V，在兩板間與兩板等距離處有一粒塵埃，帶有-1.6×10-7CB組2.帶有等量異號電荷、相距10cm的平行板A和B之間有一個勻強電場，如圖所示，電場強度E＝2×104V／ｍ，方向向下。電場中C點距B板3cm，D點距A板2cm。（1）C、D兩點中____點電勢高，兩點的電勢差UCD等于______V。（2）如果令B板接地（即電勢φB＝0），則C和D點的電勢φC＝_____V，φD＝_____V。如果令A板接地，φC＝_____V，φD＝_____V。在這兩種情況中，UCD_____（填“相同”或“不同”）。（3）一個電子從C點移動到D點，靜電力做的功為_________J，如果使電子先移到E點，再移到D點，靜電力做的功______（填“是”或“否”）會發(fā)生變化。3.如圖所示，A、B、C、D是勻強電場中一個正方形的四個頂點，已知A、B、C三個頂點的電勢分別為φA=16V，φB=4V，φC=-2V，由此可求得D點電勢φD=___________V。并做出過A點的電場線（保留作圖用到的輔助線）。4.如圖所示，是初中地理中的等高線（圖中數(shù)字的單位是米）。小山坡的左邊a和右邊b中，______邊的地勢更陡些。如果把一個小球分別從山坡的左右兩邊滾下（不考慮摩擦），______邊的加速度更大?，F(xiàn)在把該圖看成是一個描述電勢高低的等勢線圖，圖中的單位是伏特，a和b中，______邊電勢降落得快，______邊的電場強度大。根據(jù)兩者的對比談談你的體會。C組5.如圖所示的電場，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出，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0，與水平方向成450角斜向上射入電場，要使小球做直線運動。求：（1）小球帶何種電荷？電荷量是多少？（2）在入射方向上小球最大位移是多少？（電場足夠大）答案：例1、5000V，；例2、B；例3、AD；例4、C；例5、（1），，（2）當堂檢測1、D