甘肃省永昌县第一中学高中物理 第1章 第7节电势差电势差与电场强度的关系选修3-1

甘肃省永昌县第一中学高中物理第1章第7节电势差
电势差与电场强度的关系导学案新人教版选修3-1 一、导入新课，展现目标
1．会推导匀强电场中电势差与电场强度的关系.
2．能利用电势差与电场强度的关系解决有关问题
二、课前自学，提出问题
1．静电力做功与电势差的关系：W AB＝________.
2．电势是描述电场性质的物理量，沿电场线方向电势______．
3．电场强度是____量，电势差是____量．
4．匀强电场中两点间的电势差等于________________________________的乘积，即U AB＝________.
5．在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的________与两点沿电场强度方向距离的比值，公式表示为E＝______.由该公式得出的场强单位是________，以前学习的场强单位是________．
三、学习进程
一、师导生学，合作探讨
探讨一、电势差与电场强度的关系
图1
[问题设计]
如图1所示的匀强电场中有A、B两点，已知场壮大小
为E，A、B两点间的电势差为U AB，A、B间距离为d
，电荷q从A点移动到B点，回答以下问题：
(1)电荷所受静电力是多少？从力和位移的角度计算静
电力所做功的大小．通过A、B间的电势差计算静电力做功的大小．
(2)比较两次计算的功的大小，能取得如何的结论？
(3)沿AC方向移动电荷至C点，求静电力做的功．A、C两点间的电势差为多少？
[要点提炼]
1．匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿____方向的距离的乘积．
2．公式U ＝Ed 只适用于________电场，其中d 为A 、B 两点沿电场方向的距离．
3．公式E ＝U d
说明电场强度在数值上等于沿电场方向_______________上降低的电势，且场强方向确实是电势_________的方向．
[延伸试探]
公式U ＝Ed 是在匀强电场中取得的，在非匀强电场中可否适用？
探讨二、电场强度三个计算公式的对照
教材中给出了电场强度的三个计算公式，这三个公式的物理意义及适用范围是不相同的，为了增强对这三个公式的明白得，下面列表进行对照．请填空.
区别
公式 物理含义 引入过程 适用范围 说明
E ＝
F q 电场强度大小的定义式 F
q 与F 、q 无关，是反映某点电场的
性质 q 为
的电荷量
E ＝k Q r 2 真空中点电
荷场强的决
定式
由E ＝F q 和库仑定律导出 在真空中，场源电荷Q 是 Q 为 的电荷量
E ＝U d 匀强电场中场强的决定
式 由F ＝qE 和W ＝qU 导出 d
为
的距离
[要点提炼]
1．静电力做功与电势差的关系：W AB ＝______或U AB ＝________.
2．上面两个公式确信了静电力做功与电势差的关系，由于电势差由________决定，故不能以为U AB 与W AB 成正比，与q 成反比．
3．公式W AB ＝qU AB 中各物理量符号的处置方式：
(1)带正、负号进行运算：把电荷q 的电性和两点间的电势差U 的正、负代入，算出的功为二次备课
正，那么说明静电力做正功，电荷的电势能减小；算出的功为负，那么说明静电力做负功，电荷的电势能增大． (2)只将绝对值代入公式运算：即在计算时，q 、U 都取绝对值，算出的功也是绝对值，至于静电力做的是正功仍是负功，能够依照电荷的正、负及电荷移动的方向与电场线方向的关系判定．
二、互动交流，冲破疑难
例2 关于电场强度，以下说法正确的选项是 ( )
A ．依照公式E ＝ F q
可知，场强E 跟电荷所受的静电力F 成正比，跟放入电荷的电荷量q 成反比
B ．由公式2r
Q k E =可知，在真空中由点电荷Q 形成的电场中，某点的场强E 跟Q 成正比，跟该点到Q 的距离r 的平方成反比
C ．尽管正、负电荷在电场中的同一点所受的静电力方向相反，但该点的场强方向只有一个，即正电荷在该点的受力方向，也确实是负电荷在该点受力方向的反方向
D ．由公式
E ＝
F q 及2r
Q
k E =均能够确信在真空中点电荷形成的电场中某点的场强，可见场强E 与Q 、q 均有关
例3 平行的带电金属板A 、B 间是匀强电场，如图2所示，两板间距离是5 cm ，两板间的电压是60 V ．那么：
(1)两板间的场强是多大？
(2)电场中有P 1和P 2两点，P 1点离A 板0.5 cm ，P 2点离B 板也是0.5 cm ，P 1和P 2两点间的电势差多大？
(3)假设B 板接地，P 1和P 2两点的电势各是多少？
例4 如图3所示的电场，等势面是一簇相互平行的竖直平面，距离均为d ，各平面电势已在图中标出，现有一质量为m 的带电小球以速度v 0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，求：
(1)小球应带何种电荷及其电荷量； 图2 二次备课
(2)小球受到的合外力；
(3)在入射方向上小球运动的最大位移x m.(电场足够大)
四、当堂检测，竞争展现
《步步高导学案设计》P15自我检测区1-3题
五、暴露问题，反馈小结
图3六、作业布置，拓展提高
第一章训练7
七、反思总结。