必修 第三册3 电势差与电场强度的关系导学案

这是一份必修 第三册3 电势差与电场强度的关系导学案，共3页。学案主要包含了学习目标，基础感知，基础巩固等内容，欢迎下载使用。

电势差和电场强度的关系
【学习目标】
1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系：U＝Ed，了解其适用条件。
2.能利用关系式U＝Ed分析非匀强电场相关问题。
3.对比有关电场强度的三个表达式及适用条件，并在具体问题中准确选用公式解决有关问题。
4.会用等分法确定等势面和电场线。
【基础感知】
一、匀强电场中电势差与电场强度的关系
1.在匀强电场中，两点间的电势差等于 与这两点 的距离的乘积，即UAB＝ 。
2.适用条件：(1) 电场。 (2) d为两点沿 的距离。
二、公式E＝U/d 的意义
1.意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的 与这两点沿 的比值。
2.电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿 方向每 降低的电势。
3.电场强度的另一个单位：由E＝U/d 可导出电场强度的另一个单位，即 ，符号为 ，1 ＝1 N/C，说明两个单位相同的原因： 。
三、非匀强电场中电势差与电场强度关系的定性分析
1．UAB＝Ed只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有关问题．由E＝U/d可以得出结论：在等差等势面中，等势面越 的地方场强就越大．
2．如图所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且ab＝bc，由于不知电场的性质，所以电势差Uab与Ubc的大小 ．
3.沿电场线方向，电势逐渐 ；电势降低最快的方向是 。
四、场强的三个表达式的比较
1．E＝ 定义式，适用于一切电场，其中q为试探电荷的电荷量，E与q无关．
2．E＝ 点电荷场强公式，仅适用于真空中静止点电荷，其中Q为场源电荷的电荷量，E与Q成正比．
3．E＝ 匀强电场场强与电势差的关系式，适用于匀强电场的定量计算，也可用于非匀强电场的定性分析，其中d为沿电场方向的距离．
五、用等分法确定等势线和电场线
1．由公式U＝Ed可以得到下面两个结论：
结论1：如图甲所示，匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝ ，即沿电场线方向电势均匀变化。
甲 乙
结论2：如图乙所示，匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)．
2．确定电场方向的方法 先由等分法确定电势相等的点，画出等势线，然后根据电场线与等势面垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面．
【基础巩固】
1.判断下列说法的正误
(1)公式U＝Ed适用于所有电场．( )
(2)由U＝Ed可知，匀强电场中两点间的电势差与这两点的距离成正比．( )
(3)匀强电场的场强值等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值．( )
(4)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积．( ）
2．如图所示，场强为E＝1.0×102 V/m的匀强电场中，有相距d＝2.0×10－2 m的A、B两点，A、B连线与电场方向的夹角为60°，则A、B两点间的电势差为________ V.
3.如图所示，P、Q两金属板间的电势差为50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝10 cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4 cm.求：P板及A点的电势．
4.如图所示，ABCD是匀强电场中平行于电场线的矩形的四个顶点，A、B、C三点电势分别为φA＝8 V，φB＝2 V，φC＝3 V，则D点的电势为( )
A．7 V B．6 V C．10 V D．9 V
5.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa＝50 V，φc＝20 V，则a、c连线中点b的电势φb为( )
A．等于35 V B．大于35 V C．小于35 V D．等于15 V
6.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是( )
A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线
B．匀强电场的电场强度大小为10 V/m
C．匀强电场的电场强度方向为由C指向A
D．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10－19 J