2.3电势差与电场强度的关系 学案-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

§1.6电势差与电场强度的关系 预习案 【学习目标】 了解电势差与电场强度之间的关系，会用公式E=UＡＢ／ｄ进行相关计算 【知识梳理】 1、电势差与电场强度的关系 ☆问题：如图表示某一匀强电场的等势面和电场线。沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距离为d，电势差为U，场强为E。则电场力所做的功： A B E 从力的角度： Ｗ= 　 　　　　　　　 ① 从能的角度： Ｗ= 　　　　　 ② 由 ① ② 两式得: E = 　 结论：在匀强电场中，电场强度等于 _______ 注意：U = Ed和E = U/d的适用条件是_________________________ 2、对电场强度的进一步理解 （1）教材中给出了电场强度的三个计算公式，这三个公式的物理意义及适用范围是不相同的，为了加强对这三个公式的理解，下面列表进行对比．请填空. 区别 公式 物理含义 引入过程 适用范围 说明 E＝ 电场强度大小的 与F、q无关，是反映某点电场的性质 q为 的电荷量 E＝k 真空中点电荷场强的 由E＝和库仑定律导出 在真空中，场源电荷Q是 Q为 的电荷量 E＝ 匀强电场中场强的 由F＝qE和W＝qU导出 d为 的距离 （2）为什么在等差等势面中等势面越密集的地方电场强度就越大？ 【预习检测】 1、关于场强与电势差之间的关系，下列说法正确的是 （ ） A．由公式U = Ed 得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积 B．由公式E = U/d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间距离的乘积 D．公式U = Ed只适用匀强电场 2、在匀强电场中，关于电势差与电场强度的下列说法正确的是(　　) A．任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离之积 B．沿电场方向，任意相同距离上电势差必定相等 C．电势降低的方向就是电场强度的方向 D．距离相同的两点上，电势差越大，这两点间的电场强度越大 3、如图所示，匀强电场场强E＝50 V/m。A、B两点相距L＝20 cm，且A、B连线与电场线的夹角为60°，则A、B两点间的电势差UAB为(　　) A．－10 V　　　　　　　 B．10 V C．－5 V D．－5 V 4、如图所示，匀强电场电场线与AC平行，把1×10－8 C的负电荷从A点移到B点，电场力做功6×10－8 J，AB长6 cm。AB与AC成60°角。求： (1)场强方向； (2)设B处电势为1 V，则A处电势为多少？电子在A处的电势能为多少？ §1.6电势差与电场强度的关系 课堂案 【典型例题】 一、对电势差与电场强度关系的理解 例1、如图所示，是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2 cm，则电场强度为多少？到A点距离为1.5 cm的P点电势为多少？ 变式1、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： (1)P板及A点的电势． (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？ 2、 非匀强电场中的电势差与电场强度的关系 例2、如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中实线表示电场线，虚线表示等势面过a、b两点的等势面电势分别为φa=5V，φC=3V那么a、c连线的中点B的电势φb为( ) A.φb=4V B.φb>4V C.φb<4v D.上述情况都有可能 三、电场强度、电势差与电场力做功 例3、如图所示，A、B两平行金属板间的匀强电场的场强E＝2×105 V/m，方向如图所示．电场中a、b两点相距10 cm，a、b连线与电场线成60°角，a点距A板2 cm，b点距B板3 cm，求： (1)电势差UAa，Uab和UAB； (2)用外力F把电荷量为1×10－7 C的正电荷由b点匀速移动到a点，那么外力F做的功是多少？ 变式3、如图所示，两个大平行金属板M、N间距离d＝1．2 cm，两板接在电压U＝240 V的电源上，M板接地，板间A点距M板0．2 cm，B点距N板0．5 cm．一个q＝－3×10－4 C