2017-2018学年高中物理（粤教版,选修3-1）同步课件+教师用书:第1章 第5节 电场强度与电势差的关系 （2份打包）

学业分层测评 知识点一 知识点二 第五节　电场强度与电势差的关系 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道在匀强电场中，电势差和电场强度的定量关系，掌握公式E＝eq \f(U,d).(重点、难点) 2．知道电场强度另一单位“伏特每米”的物理意义． 3．知道电场线与等势面的关系．(重点) qU W＝qEd 探 究 场 强 与 电 势 差 的 关 系 eq \a\vs4\al([先填空]) 在匀强电场中： 1．电场力做功W与电势差U的关系为W＝ . 2．电场力做功W与电场力qE的关系为_________. 3．电场强度与电势差的关系_________. E＝eq \f(U,d) √ × √ eq \a\vs4\al([再判断]) 1．在公式E＝eq \f(U,d)中d是沿电场线方向的距离．( ) 2．W＝qU仅用于匀强电场．( ) 3．电场强度的两个单位N/C和V/m是相同的．( ) eq \a\vs4\al([后思考]) 有同学认为：“根据E＝eq \f(UAB,d)，若A、B两点在匀强电场的同一等势面上，由UAB＝0，故场强为零”．谈一下你的认识． 【提示】　该同学分析错误，场强由电场自身决定，与电势差无关，E＝eq \f(UAB,d)只是提供了计算场强的一种方式． eq \a\vs4\al([合作探讨]) 如图1­5­1所示，电场强度为E的匀强电场中，A、 B两点在同一条电场线上，间距为d，AB⊥BC，A、C 连线与A、B连线夹角为θ. 探讨1：将正电荷q从A点沿直线移至B点的过程 中，电场力做了多少功？A、B间的电势差UAB为多大？ 图1­5­1 【提示】　WAB＝Eqd.UAB＝eq \f(WAB,q)＝Ed. 探讨2：将正电荷q从A点沿直线移至C点的过程中，电场力做了多少功？A、C间的电势差UAC为多大？ 【提示】　WAC＝EqdAC·cos θ＝Eqd. UAC＝eq \f(WAC,q)＝Ed. 探讨3：由UAB＝Ed和UAC＝Ed两个表达式，你对“d”的含义有什么认识？ 【提示】　d为电场中两点间沿电场方向的距离． eq \a\vs4\al([核心点击]) 1．关于公式U＝Ed和E＝eq \f(U,d)的几点注意 (1)公式E＝eq \f(U,d)和U＝Ed适用于匀强电场中电场强度、电势差的分析和计算． (2)公式中的d是匀强电场中沿电场方向的距离，即两点所在的两个等势面间的距离． (3)在非匀强电场中，电势差与电场强度的关系要复杂得多，应用公式E＝eq \f(U,d)只能做出定性判断：电场中两点在沿电场线方向(即垂直等势面方向)上的距离越小，电势差越大，则表示该处的电场强度就越大． 2．场强的三个公式的比较 公式 适用范围 说明 E＝F/q 任何电场 定义式，q为试探电荷的电量 E＝kQ/r2 真空中点电荷的电场 Q为场源电荷的电量，E表示跟点电荷相距r处的某点的场强 E＝U/d 匀强电场 U为沿电场线方向上相距为d的两点间的电势差 1．下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，说法正确的是(　　) A．任意两点间的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积 B．沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必相等 C．电势减小的方向必是场强方向 D．相同距离的两点，电势差大的，其场强也大 【解析】　公式E＝eq \f(U,d)，“d”是沿场强方向上两点间的距离，由此很容易判断出A、D错，B项正确．场强的方向是电势降落“最快的”方向而不是指电势降低的方向，故C项错误． 【答案】　B 2．a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个 矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知a点的电 势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如图1­5­2 所示，由此可知c点的电势为(　　) A．4 V B．8 V C．12 V D．24 V 图1­5­2 【解析】　根据匀强电场的特点，Uad＝Ubc，即φa－φd＝φb－φc，解得φc＝8 V，B正确． 【答案】　B 3．如图1­5­3所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中不正确的是(　　) 图1­5­3 A．φA>φB>φC　　　　　 B．EC>EB>EA C．UAB<UBC D．UAB＝UBC 【解析】　由图中电场线的分布规律可知，电场不是匀强电场，C附近稠密，A附近稀疏，C附近的场强大于A附近的场强，选项B正确；由公式U＝Ed知：UBC>UAB，选项C对，D错；由电场线的方向是电势降低的方向可知选项A正确． 【答案】　D U＝Ed的两个推论 (1)在匀强电场中，沿