10.3 电势差和电场强度的关系 教案

1、由电场和电荷共同决定 F W Ep UAB E 由电场决定， 与电荷无关 相对的 第第 10 10 单元单元 第第 5 5 案案 总第总第 10 10 案案 课题：课题： 10. 3 电势差和电场强度的关系（约 2 课时） 【教学目标与核心素养】【教学目标与核心素养】 1理解UEd并能推导关系式 2会用关系式UEd进行计算 3理解电势与场强无直接关系 4能从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系 【教学重点教学重点】 1UEd的理解与应用 2电势、电势差及电场强度间的关系 【教学难点】【教学难点】 1UEd的灵活应用 2电势、电势差及电场强度间的关系 【教学过程教学过程】 复习：复习： 描述

2、电场的物理量有哪些？ （力的性质：电场强度，电场线形象描述；能的性质：电势、电势差，等势面形象描述。 ） 场强、电势、电势差都能描述电场，它们之间有什么关系呢？ 如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力作用下从A点沿电场方向移动到B点， 已知A B两点之间的距离为d： 电 场力做功W与AB两点电势差UAB 的关系：W=qUAB 恒定的静电力做功的公式：W=Fd=qEd 由以上两式得：UAB=Ed 1 1电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。 公式：UAB=Ed 或： E= d U AB 此公式得出的场强的单位为此公式得出

3、的场强的单位为 V/mV/m。这个单位与前面学过的单位。这个单位与前面学过的单位 N/C N/C 是相同的。即是相同的。即 1 1 V/mV/m1 N/C1 N/C。 表达式的意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电表达式的意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电 场强度方向的距离之比。也就是说，场强度方向的距离之比。也就是说， 电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降 低的低的电势。电势。 上式表明：两相邻等势线之间的电势差上式表明：两相邻等势线之间的电势差U U 相同时，电相同时，电 场强度场强度E

4、 E 越大的地方，两相越大的地方，两相 邻等势线之间的距离邻等势线之间的距离d d 越小，越小， 这就是电场线较密的地方等势线也较密的原因。这就是电场线较密的地方等势线也较密的原因。 完成教材 P35 思考与讨论，学生回答，教师点评。 2 2电压电压U U： （电势差的大小）（电势差的大小） 公式：U=Ed 或： E= d U 单位单位：1N/C=1V/m 说明： 适用条件：匀强电场 d：沿电场方向的距离 E的方向是电势降低最快的方向 区别 公式 物理含义 引入过程 适用 范围 E=F q 是电场强度大 小的定义式 Fq，E与F、q无关， 反映的是电场的性 质 适用于一切 电场 E=k Q r

5、 2 是真空中点电 荷场强的决定 式 由E=F q和库仑定律导 出 真空中场源 电荷 Q 是点 电荷 E=U d 是匀强电场中 场强的决定式 由F=qE和W=qU导出 匀强电场 例 1对公式UAB =Ed的理解，下列说法正确的是( C ) A.公式中的d是A、B两点的距离 B.A、B两点的距离越大，电势差越大 C.d是A、B两个等势面的距离 D.此式适用于任何电场 电场强度、电势和电势差的比较电场强度、电势和电势差的比较 电场强度E 电势 电势差U 区 别 定义 放入电场中某一点的 电荷受到的电场力跟 它的电荷量的比值 电荷在某一点的 电势能与它的电 荷量的比值 在电场中两点间移动电 荷时，

6、电场力所做的功跟 电荷量的比值 定义式 E=F/q =/ P Eq U=/Wq 方向 规定：正电荷在该点 所受电场力的方向 标量，无方向 标量，无方向 大小 数值上等于单位电荷 受到的力 数值上等于单位 正电荷具有的电 势能 数值上等于单位正电荷 从一点移到另一点时， 电 场力所做的功 物理 意义 描述电场的力的性质 描述电场的能的 性质 描述电场的能的性质 联系 场强的方向是电势降落最快的方向； 但电势降落的方向不一定是场强的方向。 电势与场强大小之间不存在任何关系，电势为零的点，场强不一 定为零；电势高的地方，场强不一定大；场强为零的地方，电势 不一定为零；场强大的地方，电势不一定高； 场

7、强的大小等于沿场强方向每单位长度上电势的降落，即E=U/d （匀强电场） 电势差等于电场中两点电势间的差， 即 UAB =A B 例 1如图所示是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离都是 2 cm， 则该电场的场强为_ V/m，到A点距离为 1.5 cm 的P点电势为_ V. 2如图所示的匀强电场中有a、b、c三点，ab=5 cm，bc=12 cm，其中ab沿电场方向， bc和电场方向成 60角。 一个电荷量为q=410 -8C 的正电荷从 a移到b， 静电力做功为 W1=1.210 -7 J求： 匀强电场的场强 电荷从b移到c，静电力做的功 a、c两点间的电势差 完成教材

8、P36例题。 学生在练习本上做，然后对照教材完善解题步骤，教师点评。 当M、N 板间的距离增大时，只 要它们之间的电势差没有变化，带电粒子到达 N 板 的速度 大小也不会变化。这很容易运用动能定理来解释。由于静 电力做的功等于带电 粒子动能的变化，得： 2 1 2 qUmv 完成教材思考与讨论：上述例题中，M、N 是两块平行金属板，两板间的电场是匀 强电场。如果 M、N 是 其他形状，中间的电场不再均匀，例题中的三个问题还有确定 答案吗？为什么？ 练 1如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中实线表示电场线，虚线表示等 势面过A、C两点的等势面电势分别为A=5V，C=3V 那么A、C连线的

9、中点B的电势B 为：( C ) A. B=4V B. B4V C. B4v D.上述情况都有可能 2如图所示，有一平行于纸面的匀强电场，在纸面内建立一个以O为圆心，半径r=2cm 的圆，如果在圆上任取一点P，设OP与x轴正方向的夹角为，P 点的电势=80cos （-30）+10（V） 。则该电场的场强E的大小为 4000V/m ；方向 与x轴负方向成 30斜向下 3如图所示，ABC为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平 面。现将电荷量为 110 -8C 的正点电荷从 A点移动到B点，电场力做功为 310 -6J，将 另一电荷量为 110 -8C 的负点电荷从 A点移动到C点，克服电场力做功 310 -6J。 求电场的方向及UAB、UAC、UBC的大小 若AB边长为 23 cm，求电场强度的大小 小结： 作业：