电势差与电场强度的关系学案--高一下学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

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1、中学物理导学案 10.3电势差与电场强度的关系学习目标1.知道电势差与电场强度的关系式，了解其适用条件.2.会用关系式UEd处理匀强电场问题.3.知道电场强度的另一种求法，理解电场强度的另一个单位“伏(特)每米”的意义重点难点1.匀强电场中电势差与电场强度的关系 2.利用E=U/d定性分析非匀强电场3.根据匀强电场中几点的电势确定电场强度的方向知识梳理一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点 的距离的乘积2公式：UAB .二、公式E的意义1意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的 与这两点 之比2电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿 方向 上

2、降低的电势3电场强度的另一个单位：由E可导出电场强度的另一个单位，即 ，符号为V/m. 1 V/m1 N/C.如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为()AUOP10sin (V) BUOP10sin (V)CUOP10cos (V) DUOP10cos (V)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d10 cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4 cm.求：(1)P板及A点的电势(

3、2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移5 cm，则A点的电势将变为多少？(1)某一电场的电场线和等势面如图甲所示，已知a5 V，c3 V，abbc，则()Ab4 V Bb4 VCb4 V D上述情况都有可能(2)若电场线和等势面如图乙所示，其他条件不变，则答案为(1)中的() 三、用等分法确定等势线和电场线在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为UEd，其中d为两点沿电场方向的距离由公式UEd可以得到下面两个结论：结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势C，如图甲所示结论2：匀强电场中若两线段ABCD，且ABCD，则UABUCD(或ABCD)，同理有UACUBD，如图乙所示如图所示，

4、a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点，电场线与梯形所在的平面平行，ab平行于dc，且ab为dc边长的一半，已知a点的电势是3 V，b点的电势是5 V，c点的电势是7 V，由此可知，d点的电势为()A1 V B2 V C3 V D4 V【应用练习】1判断下列说法的正误(1)公式UABEd适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差()(2)根据公式UABEd，在匀强电场中A点和B点间距离越大，则这两点的电势差越大()(3)在匀强电场中，沿电场线方向，相同距离上降低的电势必相等()(4)由公式E得，电场强度E与电势差U成正比，与两点间距离d成反比()2.如图所示，在场强为E

5、1.0102 V/m的匀强电场中，有相距d2.0102 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(对公式E和UABEd的理解)对公式E和UABEd的理解，下列说法正确的是()A公式UABEd适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差B由UABEd知，A点和B点间距离越大，则这两点的电势差越大C由E知，匀强电场中A、B两点沿电场线方向的距离越大，则电场强度越小D公式中的d是匀强电场中A、B所在的两等势面之间的距离4(应用UEd定性分析非匀强电场)如图所示，三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列A、B、C分别是这三个等势面上的

6、点，且这三点在同一条电场线上A、C两点的电势依次为A10 V和C2 V，则B点的电势()A一定等于6 V B一定低于6 VC一定高于6 V D无法确定5(公式UEd的应用)如图所示，匀强电场的场强E4105 V/m，A、B两点相距0.2 m，两点连线与电场线方向的夹角是60，下列说法正确的是()A若取A点的电势为0，则B点的电势B4104 VBA、B两点间的电势差是UAB4104 VC电荷量q2104 C的电荷从A点运动到B点电势能增大8 JD电荷量q2104 C的电荷从A点运动到B点电势能减小8 J6(等分法的应用)(多选)有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如

7、图所示，cd和cb分别垂直于x轴和y轴，其中a、b、c三点电势分别为4 V、8 V、10 V将一电荷量为q2105 C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断正确的是()A坐标原点O的电势为6 VB电场强度的大小为 V/mC该点电荷在c点的电势能为2104 JD该点电荷从a点移到d点过程中，静电力做功为8105 J7(多选)下列说法正确的是()A由公式E得，电场强度E与电势差U成正比，与两点间距离d成反比B由公式E得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小C在匀强电场中，任意两点间电势差等于场强和这两点沿电场方向的距离的乘积D公式E只适用于匀强电场8如图所示是匀强电

8、场中的一组等势面，每两个相邻等势面间的距离都是25 cm，由此可确定此电场的电场强度的方向及大小为()A竖直向下，E0.4 V/m B水平向右，E0.4 V/mC水平向左，E40 V/m D水平向右，E40 V/m9如图所示，沿x轴正方向场强为E的匀强电场中，有一动点从A点开始以O为圆心，rOA为半径逆时针转动一周，O与圆周上的A点的连线OA与x轴正方向(E方向)成角()，则此圆周上各点与A点间最大的电势差为()AUEr BUEr(sin 1)CUEr(cos 1) DU2Er10如图所示，A、B两点相距10 cm，E100 V/m，AB与电场线方向的夹角120，则A、B两点间的电势差为()A

9、5 V B5 VC10 V D10 V11如图所示的同心圆是电场中的一簇等差等势线，一个电子只在静电力作用下沿着直线由AC运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是()A电子沿AC方向运动时受到的静电力越来越小B电子沿AC方向运动时具有的电势能越来越大C电势差UABUBCD电势ABBC，电子沿AC方向运动时受到的静电力越来越大，选项A、D错误；根据电子只在静电力作用下沿着直线由AC运动时的速度越来越小，可知电子具有的电势能越来越大，选项B正确；根据UEd，由于电场为非匀强电场，平均电场强度EABEBC，可知电势差UABUBC，选项C错误12答案AD解析根据电场线和等势面的关系

10、，可以判断出M点的电势比P点的电势高，A正确将负点电荷由O点移到P点，静电力做负功，B错误根据UEd进行定性分析可知UMNUOM，C错误，D正确13答案C解析如图所示，过B点作AC的垂线，则垂足D为AC的四等分点，因A、C两点的电势分别为0 V、8 V，可知D点的电势为2 V，则BD为等势面；根据E可得电场强度：E V/m100 V/m，故选C.14答案A解析将一电子从A点移动到B点或D点，克服静电力做功均为8 eV，所以BD为电场中一条等势线，电场线方向垂直BD；根据静电力做功计算公式可得：WABeUAB，解得：UAB8 V，所以电场线方向由A指向C；由于菱形ABCD边长为2 m，B60，所

11、以ABC为等边三角形，AC长度d2 m，UAC2UAB16 V，电场强度E V/m8 V/m，故A正确，B、C、D错误15答案C解析B、M在同一等势面上，正电荷由B点移动到M点静电力不做功由M点移动到A点静电力做功为WMAWAMqUAMqE210921034102 J1.6107 J，即静电力做功为1.6107 J.16答案A解析因电场是匀强电场，D是AB的中点，故D点的电势D10 V，所以Wq(DC)8106 J；设E的方向与AB的夹角为，则0，否则等势面与AB垂直，C点电势就会高于B点电势，由E，因0，则cos 1，E8 V/m，故A正确*17答案A解析从a到c点：Uac4 V，因为Uac

12、ac，所以c8 V，又Ucd2Uab2(ab)8 V，可得：d0，即bd为等势面，所以电场强度的方向垂直bd斜向上，由电势差与电场强度的关系得E400 V/m，故A正确18答案(1)(2)解析(1)小球由A到B过程中，由动能定理得mgLsin 60qUAB0，所以UAB.(2)根据匀强电场中电势差与电场强度的关系，可得E.19答案见解析解析正点电荷从A点移到B点时，静电力做正功，故A点电势高于B点电势，则UAB V300 V.负点电荷从A点移到C点，克服静电力做功，A点电势高于C点电势，则UAC V300 V因此B、C两点电势相等，则UBC0.由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线，因此BC为等势线，故电场线方向垂直BC.设D为线段BC的中点，则电场方向由A指向D.直线AB在电场方向的距离d等于线段AD的长度，故由匀强电场中电势差与电场强度的关系式可得E V/m104 V/m.无所畏惧，坚持到底，绝不放弃 不与别人相比，但求超越自己第 8 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司