10.3 电势差与电场强度的关系（导学案）- 【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019必修第三册）

第3节　电势差与电场强度的关系 导学案 【学习目标】 1、经历探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系的过程，理解关系式的意义。 2、知道电场强度另一个单位“伏每米”的物理意义。 【学习重难点】 学习重点：匀强电场中的推导。 学习难点：电场强度新的物理意义：电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。 【知识回顾】 1、与电场力之间的关系式：__________ 电场力做功与电荷在电场中移动的路径__________，只与电荷的__________有关，计算式：__________ 电场力的功与电势能之间的关系式：__________ 电势能与电势之间的关系式：__________ 电势差与电势之间的关系式：__________ 电势差与电场力的功之间的关系式：__________ 点电荷周围的电场强度计算式：__________ 2、点电荷周围的等差等势面是一组__________，且越靠近电荷越__________。 【自主预习】 1、两点间的电势差等于__________和____________________的乘积，即__________。 2、电场强度的第二种定义方式：在匀强电场中，电场强度的大小等于____________________与____________________的比值。定义式：__________。单位：__________（符号：__________），换算关系：__________ 3、__________的方向是电势降低最快的方向。 【课堂探究】 完成已经学过的6个电场物理量之前的关系图。 思考1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何？ 电场强度为零的点电势一定为零吗？反之如何呢？ 思考2： 如图，若沿场强方向移动电荷，从力的角度和能量的角度，静电力做功为多少？对比两个结果，能得出什么结论？ 思考3：如图，若不沿场强方向移动电荷，有和上一步同样的结果吗？ 在匀强电场中，电场强度的大小等于____________________与____________________的比值。 公式：__________或__________ 单位：__________（符号：__________），换算关系：__________ 思考4：电场强度的两种单位怎样进行换算？ 表明，在匀强电场中，场强在数值上等于沿__________方向每单位距离上的__________。__________的方向是电势降低最快的方向。 【例题】如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给两金属板加200V直流电压。 （1）求带电粒子所受的静电力的大小。 （2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。 （3）如果两金属板距离增大为原来的2倍，其他条件不变，则上述问题（1）（2）的答案又如何？ 思考5：点电荷周围等势面分布间距不相等。这是为什么？ 思考6：沿电场线方向任意相等距离上的电势差相等。这是为什么？ 思考7：上一步中，AC连线的中点B的电势与A、C两点的电势的关系是怎样的？ 思考8：在匀强电场中沿同一方向任意相等距离上的电势差相等。这是为什么？ 思考9：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。这是为什么？ 思考10：在匀强电场中任意两点的连线的n等分点也将这两点间的电势差n等分（几何等分点也是电势差等分点）。这是为什么？ 思考11：在匀强电场中沿电场线方向电势随位置坐标均匀降落。如图，在场强为E的匀强电场中，沿电场线方向建立一直线坐标系，O为原点，取O点的电势为0，则坐标为x处的P电势是多大？ 思考12：安全用电中，有一个涉及“跨步电压”现象的问题，你知道什么是“跨步电压”吗？如果遇到地面有漏电，应该如何避免“跨步电压”？ 思考13：电场强度的三个表达式在使用上有何区别？ 区别公式 物理含义 适用范围 说明 【自我测评】 1．（2022秋·广东梅州·高二校考阶段练习）医生用心电图检查仪为一位身高1.8 m的运动员体检，她把电极吸在身体5个不同的位置，如图所示。如果人体从头往脚的方向构成匀强电场，其中有两个点的电势差最大，约为500 μV，则电场强度约为（　　） A．278 μV/m B．500 μV/m C．1 000 μV/m D．1 250 μV/m 2．（2022秋·广东东莞·高二东莞实验中学校考阶段练习）在水平地面上放一块长方形的铁块，在它O点正上方固定一正点电荷Q，长方形的铁块MN上A、B、O、C、D间距相等，则正点电荷Q在各点产生的场强E，在长方形的铁块MN上各点的电势、各点间的电势差以下说法正确的是（　　） A． B． C