2017-2018学年粤教版高中物理选修3-1（课件+课时检测）:第一章第五节电场强度与电势差的关系 （2份打包）

第一章　电场 第五节　电场强度与电势差的关系 学　习　目　标 重　点　难　点 1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed，并且能够推导并应用这个关系式. 2.理解电场线与等势面的关系. 重点 1.匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed. 2.电场线与等势面的关系． 难点 电场线与等势面的关系. 知识点一　探究电场强度与电势差的关系 提炼知识 如图所示，在匀强电场中，电荷q从A点移动到B点． WAB＝qUAB qEd U＝Ed 匀强电场 电场 伏/米 V/m 1．电场力做功W与U的关系为__________． 2．由F＝qE，W＝Fd＝_____． 3．对比两种计算结果，得_________． 4．公式U＝Ed的适用条件是：E是__________，d是沿______方向的距离． 5．单位：场强的另一单位是______，符号为_____． 判断正误 　(1)匀强电场的场强等于沿场强方向每单位长度上的电势差值．(√) (2)根据U＝Ed可知，任意两点的电势差与这两点的距离成正比．(×) (3)公式U＝Ed适用于任何电场的计算．(×) 小试身手 1．如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2 cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为(　　) A．E＝100 V/m，竖直向下 B．E＝1 V/m，竖直向上 C．E＝100 V/m，水平向左 D．E＝1 V/m，水平向右 答案：C 0 不做功 垂直 垂直 知识点二　电场线与等势面的关系 提炼知识 1．由W＝qU可知，在同一等势面上移动电荷时因U＝___，所以电场力________，电场力的方向与电荷移动方向_____． 2．电场线与等势面的关系． (1)电场线与等势面_____． 减小 密 疏 (2)沿电场线方向各等势面上的电势_____． (3)电场线密的区域等势面___，电场线疏的区域等势面___． 判断正误 　(1)已知等势面的形状分布，可以绘制电场线．(√) (2)由等差等势面的疏密，可以比较不同点场强的大小．(√) (3)将一电荷从某一等势面上的A点移到B点的过程中，电场力一定不做功．(√) 小试身手 2.如图所示为某一电场的电场线和等势面．已知φa＝5 V，φc＝3 V，ab＝bc，则(　　) A．φb＝4 V B．φb＞4 V C．φb＜4 V D．上述情况都有可能 解析：由于是非匀强电场，不能根据公式U＝Ed进行定量计算，只能进行定性分析，由电场线的疏密可以分析ab和bc间的平均场强Eab＞Ebc，所以Uab＞Ubc，C正确． 答案：C 拓展一　公式E＝eq \f(U,d)的理解 登上一座山，往往不只有一条道路，有弯弯曲曲的盘山公路，也有直达山顶的小道，走小道要陡峭得多，也就是单位路程上上升的高度要大得多，与此类似．在电场中，沿电场线方向电势降低，但也不是仅仅沿电场线方向电势才降低，那么沿电场线方向与沿其他方向相比电势降低有什么不同？它是不是“最陡峭得小道”呢？ 提示：沿电场线方向电势降低最快，是． 1．公式E＝eq \f(U,d)仅适用于匀强电场，式中d是沿电场线方向的距离，由此可以得出结论． 2．(1)在匀强电场中，长度相等且相互平行的两线段端点间电势差相等，如图所示UAB＝UDC. (2)电场强度的方向就是电势降落最快的方向，如图所示，三个电势降落的方向中，沿A→C电势降落最快． 公式 物理含义 引入过程 适用范围 E＝ 是电场强度大小的定义式 F∝q，E与F、q无关，是反映某点电场的性质 适用于一切电场 E＝k 是真空中点电荷场强的决定式 由E＝ 和库 仑定律导出 在真空中，场源电荷Q是点电荷 3．电场强度三个公式的对比． eq \f(F,q) eq \f(Q,r2) eq \f(F,q) 公式 物理含义 引入过程 适用范围 E＝ 是匀强电场中场强的定义式 由F＝qE和W＝qU导出 匀强电场 eq \f(U,d) 【典例1】　如图所示，在沿x轴正方向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心、以r为半径逆时针转动，θ为OA与x轴正方向间的夹角，则O、A两点间电势差为(　　) A．UOA＝Er　　　　B．UOA＝Ersin θ C．UOA＝Ercos θ D．UOA＝eq \f(E,rcos θ) 解析：在匀强电场中，两点间的电势差U＝Ed，而d是沿场强方向上的距离，所以dOA＝rcos θ，故UOA＝Ercos θ，故选C. 答案：C 题后反思 应用公式U＝Ed时需要注意下面两个问题： (1)此式仅适用于匀强电场． (2)d是指电场两点间电场线方向上的距离，而不是两点间连线的长度． 关于匀强电场电势差和场强的关系，正确的说法是(　　) A．在相同距离的两点上，电势差小的其场强必定大