内容正文:
静电场中的能量
第十章
第3节 电势差与电场强度的关系
课前·教材预案
课堂·深度探究
课末·随堂演练
课后·限时作业
[学习目标] 1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系UAB=
Ed,能够推导出这个关系式(物理观念).2.知道电场强度的另
一种关系,了解电场强度的另一个单位“伏每米”的意义(物
理观念).3.会用关系式UAB=Ed或E=进行相关计算(科学
思维).4. 会用等分法确定等势面及电场方向(科学思维).
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物理 必修 第三册
课前·教材预案
知识点一 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
的乘积.
2.公式:UAB= .
电场强度
沿
电场方向的距离
Ed
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知识点二 公式E=
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 ,1 V/m=1 N/C.
电
势差
沿电场强度方向的距离
电场
单位距离
伏每米
V/m
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1.判断下列说法的正误.
(1)公式UAB=Ed适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差. ( × )
(2)根据公式UAB=Ed,在匀强电场中A点和B点间的距离越大,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. ( × )
×
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2.已知空气的击穿电场强度为2×106 V/m,测得某次闪电(电场为匀强电场),设闪电的火花路径为直线,其火花长为1 000 m,则发生这次闪电时,放电路径两端的电势差U= V,若这次闪电通过的电荷量为30 C,则释放的能量W= J.
2×109
6×1010
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课堂·深度探究
【情境导学】公式E=对任何电场都适用吗?式中d指的是
两点间的距离吗?
答案 公式E=只适用于匀强电场,公式中的d指的是两点
沿电场方向的距离,而不是两点间的距离.
考点一 对公式U=Ed、E=的理解
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【知识拓展】
1.公式E=及UAB=Ed的适用条件都是匀强电场.
2.由E=可知,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.式中d不是两点间的距离,而是沿电场方向的距离.
3.电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向.
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4.电场强度与电势都是用比值定义的物理量,它们都仅由电场
本身性质决定,根据公式E=不能得出电场强度和电势有直
接关系,即电场强度大的点电势不一定高,电势高的点电场强
度不一定大.
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【例题1】如图所示,A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60° , BC=20 cm,把一个电荷量q=10-5
C的正电荷从A移到B,静电力做功为零;从B移到C,静电力
做功为-1.73×10-3 J.则该匀强电场的电场强度的大小和方向是
( )
A.865 V/m,垂直AC向左
B.865 V/m,垂直AC向右
C.1 000 V/m,垂直AB斜向上
D.1 000 V/m,垂直AB斜向下
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思维导引:由于静电力做功WAB=qUAB与路径无关,只与初末
位置间的电势差有关,故可以根据已知条件先求电势差,再根
据匀强电场中场强与电势差的关系E=确定场强E.
答案 D
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