高中鲁科版 (2019)第3节 电势差与电场强度的关系优秀教案设计

这是一份高中鲁科版 (2019)第3节 电势差与电场强度的关系优秀教案设计，共15页。






知识点一 电势差与静电力做功





[观图助学]





(1)身高与站的位置有关吗？


(2)思考讨论：电势差的值与零电势点的位置有关吗？


1.在物理学中，电场中两点间电势的差值称为电势差，也叫电压。


2.公式：电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，可见UAB＝－UBA。


3.电势差是标量，UAB为正值，A点的电势比B点的电势高；UAB为负值，A点的电势比B点的电势低。


4.电势差与静电力做功的关系：UAB＝eq \f(WAB,q)或WAB＝qUAB。


5.在研究原子和原子核时，常用电子伏特做能量单位，1__eV＝1.6×10－19__J。


[思考判断]


(1)电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关。(×)


(2)电势差是一个标量，但是有正值和负值之分。(√)


(3)由UAB＝eq \f(WAB,q)可知，UAB与WAB成正比，与q成反比。(×)


(4)UAB＝8 V，表示A点电势比B点高8 V。(√)


(5)若电场中两点间的电势差UAB＝1 V，则单位正电荷从A点移到B点静电力做功为1 J。(√)


知识点二 匀强电场中电场强度与电势差的关系


[观图助学]








每个台阶一样高，所以10×0.2 m＝2 m，就是两人所在位置的高度差。在匀强电场中能否用电场强度乘以距离得到两点间的电势差？


1.匀强电场中电场强度与电势差的关系E＝eq \f(UAB,d)。


2.物理意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场强度方向的距离之比。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。


3.场强的另一个单位：伏[特]每米，符号V/m，1 N/C＝1 V/m。


4.UAB＝Ed，其物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。


[思考判断]


(1)场强公式E＝eq \f(UAB,d)和E＝eq \f(F,q)适用范围不同。(√)


(2)电场强度E与电势差UAB成正比，与两点沿电场方向的距离d成反比。(×)


(3)电场强度的两个单位N/C与V/m是等效的。(√)





电势差由电场本身的性质决定。电场中的电势是相对的，而电势差是绝对的，与零电势点选取无关。





UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点的过程中静电力所做的功。





(1)公式E＝eq \f(U,d)和U＝Ed适用于匀强电场中电场强度、电势差的分析和计算。


(2)在非匀强电场中，电势差与电场强度的关系要复杂得多，应用公式E＝eq \f(U,d)只能作出定性判断：它可以表示两点间的平均电场强度。





距离d表示匀强电场沿电场方向的距离。





证明


1 V/m＝eq \f(1 V,1 m)＝eq \f(1 J/C,1 m)＝eq \f(1 J,1 C·m)＝1 N/C





核心要点 电势差与静电力做功





[观察探究]


电场中A、B、C、D四点的电势如图所示。





(1)A、C及A、B间的电势差为多少？哪个较大？


(2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势为多少？A、C及A、B间的电势差为多少？


[探究归纳]


1.关于电势差的三点说明


(1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。


(2)求电势差时，必须明确所要求的是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA。


(3)电势差为标量，有正、负之分，电势差的正、负表示电场中两点间的电势的高低。


若UAB>0则φA>φB，若UAB