第10章 第3节 电势差与电场强度的关系-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

null物理 必修 第三册 课堂学案 第3节 电势差与电场强度的关系 答案精解P [学习目标] 1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U一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U=El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). 课前:教材预案 l教材梳理] l自主检测 知识点一 电势差与电场强度的关系 1.判断下列说法的正误 1.匀强电场中两点间的电势差等于 与 (1)公式U.一Ed适用于计算任何电场中A B两点间的电势差 这两点 的乘积. 2.公式:U二 (2)根据公式U一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 U 知识点二 公式E一 ) (3)在匀强电场中,沿电场线方向,相同距离上 1.意义:在匀强电场中,电场强度的大小等于两 降低的电势必相等 1. ) 点之间的 与这两点 之比. 成正比,与两点间距离d成反比 - 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 2.已知空气的击穿电场强度为2×10V/m.测 电势. 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1000m,则发生这次 闪电时,放电路径两端的电势差U一_ V. ,符号为 场强度的另一个单位,即 若这次闪电通过的电荷量为30C,则释放的能 量W一 ,1V/m-1N/C. I. 课堂:深度探究 对公式U-Ecl、E-的理解 【知识拓展】 考点一 强电场. 式中/指的是两点间的距离吗 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. .34. 第十章 静电场中的能量 4.电场强度与电势都是用比值定义的物理量,它 B.800Vm,垂直AC向上 们都仅由电场本身性质决定,根据公式E C. 10000V m,垂直AB斜向下 D. 10000V/m,垂直BC斜向上 考点二 非匀强电场的定性分析 电场强度大的点电势不一定高,电势高的点电 【情境导学】大家知道,在电场中沿着电场线方向 场强度不一定大 【例题1】如图所示,A、B、C三点都在匀强电场 电势降低,如图所示,ab一bc,若a点电势为 中,已知AC BC, ABC=60{*},BC 8V.点电势为6V,思考;c点电势为4 吗?请说明理由. 20cm,把一个电荷量g=10C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-1.73×10I.则该匀强电场的 ( 电场强度的大小和方向是 ) A.865Vm.垂直AC向左 【知识拓展】 B.865V/m,垂直AC向右 1.Un一Ed只适用于匀强电场的定量计算,在非 C.1000V/m,垂直AB斜向上 匀强电场中,不能进行定量计算,但可以定性 D.1000V/m,垂直AB斜向下 地分析有关问题 思维导引:由于静电力做功W.一qU与路 2.在同一幅等势面图中,相邻等差等势面间的间 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 就越大. d 实例分析:如图甲所示,在等差等势面中等势 强E. 面越密的地方电场强度就越大;如图乙所示 【变式1】如图,A、B、C三点在匀强电场中,AC a、、c为某条电场线上的三个点,且距离a BC, CAB-37{*,BC-10cm,把一个电荷量 c.由于电场线越密的地方电场强度越大,故 g-1×10C的正电荷从A移到B,静电力 UU. 不做功;从B移到C,静电力做功为一8× 10-1,则该匀强电场的电场强度大小和方向 是(cos37*-0.8) ( ) 【例题2】如图所示,实线为电场线,虚线为等势 面,目AB三BC.电场中A、B、C三点的电场 A.800V/m,垂直AC向下 强度分别为E、E、Ec,电势分别为、q、 .35. 物理 必修 第三册 课堂学案 rc,AB、BC间的电势差分别为U、U,则 电场线的方向由电势高的等势面指向电势低 ( ) 下列关系式错误的是 的等势面. 【例题3】如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一 个以坐标原点为圆心、半径为1m的圆与两 坐标轴的交点,已知A、B、D三点的电势分别 为-3V、=-2V、qn=8V,由此可知$ ( A.>>q B. EcEE 电场强度的大小为 ) C.UUc D.U-Uc 思维导引:(1)电场线方向→电势高低;(2)电 场线疏密→电场强度大小;(3)非匀强电场中 距离相等的等势面间的电势差不相等, 【变式2】如图所示,实线表示电场线,虚线表示 A.4V/m 等势线,a、两点的电势分别为.一-50V. B.5V/m C.6V/m c=-20V,则a、连线的中点c的电势应为 D.7V/m ~ ( 方法应用 匀强电场中找等势点的方法 1.在匀强电场中,电势沿直线均匀变化 即同一直线上距离相等的线段两端的 电势差值相等, A.--35V B..-35V 2.等分线段找等势点法:将电势最高点和 C.<-35V D.无法判断 电势最低点连接后根据需要平分成若 考点三 用等分法确定等势线和电场线 干段,必能找到第三个点电势的等势 点,它们的连线即等势面(或等势线) 【知识拓展】 与其垂直的线即为电场线 1.两个重要结论 结论1:匀强电场中的任一线段AB的中点C 【变式3】空间中存在一个平行于xOy平面的匀 的电势2,如图甲所示. 强电场,平面内a、b、c三点的位置如图所示 2 三点的电势分别为10V、18V、26V.下列说 法正确的是 ) 1/n 甲 乙 c 结论2:匀强电场中若两线段AB/CD,且 AB=CD,则U=U(或 -qn=q-), A.电子在a点的电势能比在点的低8eV B.坐标原点处的电势为0V 同理有Uc一U,如图乙所示 C. 电场强度的大小为2-13V/cm 2.确定电场方向的方法 3 先由等分法确定电势相等的点,画出等势线 D.电子从6点运动到c点,电场力做功为 然后根据电场线与等势面垂直画出电场线,且 -8eV ·36. 第十章 静电场中的能量 课末·随堂演练 1.(U一Ed的应用)如图所示,匀强电场的电场 yem 强度E=100 V/m.A、B两点相距10cm.A、B 连线与电场线夹角为60{},若取A点电势为0. rinm 则B点电势为 ( {选 A.坐标原点Q的电势为6V B.电场强度的大小为2V/m C.该点电荷在c点的电势能为一2×101 D. 该点电荷从a点移到d点过程中,静电力做 A.-10V B.10V 功为8×101 C.-5V D.5V 4.(非匀强电场中电势差和电场强度的定性分 d 析)如图所示的同心圆是电场中的一簇等差等 过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏, 势线,一个电子只在静电力作用下沿着直线由 其中一种雷击是带电的云层与大地上某点之 A→C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 间发生迅猛的放电现象,叫作“直击雷”,若某 ) 次发生“直击雷”前的瞬间,带电云层到地面的 距离为8千来,云层与地面之间的电压为2× 10* 千伏,则此时云层与地面间电场(视为匀强 电场)的电场强度为 - _” A.2.5×10V/m B.2.5×10*V/m C.2.5×10Vm D.2.5×10*V/m A.电子沿AC方向运动时受到的静电力越来 3.(等分法的应用)(多选)有一匀强电场的方向 越小 平行于xOy平面,平面内a、b、c、d四点的位置 B.电子沿AC方向运动时具有的电势能越束 如图所示,cd和ch分别垂直于x轴和y轴,其 越大 中a、b、c三点电势分别为4V、8V、10V.将一 C.电势差U.-U 电荷量为q=-2×10-{C的负点电荷 D.电势 由a点开始沿abcd路线运动,则下列判断正 |反情提示完成Ps课时作业(九) 确的是 培优课三 电场线、等势面与电荷运动轨迹问题 电场中的功能关系 答案精解Pa [学习目标]1.掌握电场线、等势面与电荷运动轨迹相结合问题的分析思路和方法(科学思维).2.会 利用功能关系、能量守恒定律分析电场综合问题(科学思维). .37.