2018-2019学年人教版选修3-1（课件+课后巩固训练）1-6电势差与电场强度的关系 (3份打包)

人教版·选修3-1 第6节　电势差与电场强度的关系 第一章　静电场 1．理解匀强电场中电势差与电场强度的关系UAB＝Ed，并且能够推导出这个关系式。2.知道电场强度的另一种求法：E＝eq \f(UAB,d)，了解场强的另一个单位“伏特每米”的意义。3.会用关系式UAB＝Ed或E＝eq \f(UAB,d)进行有关的计算。 01课前自主学习 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．关系式：UAB＝ 或E＝eq \f(UAB,d)(注：公式中d是两点沿电场方向的距离)。 2．物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点沿 方向的距离的乘积。 3．适用条件： 电场。 Ed 电场强度 电场 匀强 二、公式E＝eq \f(UAB,d)的意义 1．意义：在匀强电场中，电场强度等于两点 与两点沿 方向距离的比值。 2．E的另一表述：电场强度在数值上等于沿 方向每单位距离上降低的电势。 3．电场强度的单位： 或 。 电势差 电场 电场 N/C V/m (1)公式U＝Ed适用于任何电场。(　　) (2)在电场中相同距离上的两点，电势差大的其电场强度也必定大。(　　) (3)在匀强电场中，沿着电场方向，任何相同距离上的电势降落必定相等。(　　) (4)电势降落的方向必定是电场强度的方向。(　　) × √ × × 02 课堂合作探究 考点　对关系式UAB＝Ed和E＝eq \f(UAB,d)的理解 UAB＝Ed表明了电场强度与电势差的关系 (1)大小关系：由E＝eq \f(UAB,d)可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。 (2)方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向。 (3)物理意义：电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间位置变化的快慢。 例1　如图所示，在匀强电场中，电荷量q＝5.0×10－10 C的正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点电场力做功都是3.0×10－8 J，已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，ab＝20 cm，∠a＝37°，∠c＝90°，求： (1)a、b两点的电势差Uab； (2)匀强电场的场强大小和方向。 (1)如何求电势差？ (2)如何求E及方向？ 提示：电势差可由UAB＝eq \f(W,q)求得。 提示：借助电场线与等势面垂直，可求得E及方向。 [规范解答]　(1)因为正电荷q从a到b和从a到c电场力做功相等，所以由W＝qU可得Uab＝Uac，b、c两点在同一等势面上，根据电场线与等势面垂直，得到场强方向与ac平行。Uab＝eq \f(Wab,q)＝eq \f(3.0×10－8,5.0×10－10) V＝60 V。 (2)由U＝Ed可得，E＝eq \f(U,d)＝eq \f(U,ac)＝eq \f(60,0.2×cos37°) V/m＝375 V/m，场强方向与bc边垂直且由a指向c。 [完美答案]　(1)60 V　(2)375 V/m　方向与bc边垂直且由a指向c 电场中两点电势差的求法 (1)应用定义式UAB＝φA－φB来求解。 (2)应用关系式UAB＝eq \f(WAB,q)来求解。 (3)应用关系式UAB＝Ed(匀强电场)来求解。 eq \a\vs4\al([变式训练1])　对公式E＝eq \f(UAB,d)的理解，下列说法正确的是(　　) A．此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差 B．A点和B点距离越大，则这两点的电势差越大 C．公式中的d是指A点和B点之间的距离 D．公式中的d是匀强电场中A、B两个等势面间的垂直距离 解析　E＝eq \f(UAB,d)中的d是指沿电场方向上两点的距离，而且仅适用于匀强电场，故D正确，A、C错误；A、B两点电势差不仅与A、B两点间距离大小有关，还与场强大小有关，B错误。 考点　电势、电势差与电场强度的比较 1．电势差与电场强度 2．电势与电场强度 (1)电场强度为零的地方电势不一定为零，电势零点的选取是任意的，电势为零的地方电场强度也不一定为零，例如把点电荷产生的电场中某点定为电势零点，但该点电场强度不为零。无穷远处场强和电势都可认为是零。 (2)电场强度相等的地方电势不一定相等，如在匀强电场中场强处处相等，但各点电势不一定相等。 (3)电势相等的地方电场强度不一定相等。如在等量的异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂面是一个等势面，但从连线中点到无穷远场强不相等。 例2　如图所示，A、B两平行金属板间的匀强电场的场强E＝2×105 V/m，方向如图所示。电场中a、b两点相距10 cm，ab连线与电场线成60°角，a点距A板2 cm，b