人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系导学案

这是一份人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系导学案，共8页。

一、匀强电场中电势差与电场强度的关系
1．关系式：UAB＝Ed或E＝eq \f(UAB,d)。
2．物理意义：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。
3．适用条件：匀强电场。
二、公式E＝eq \f(UAB,d)的意义
1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场方向的距离的比值。
2．电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿匀强电场方向每单位距离上降低的电势。
3．电场强度的另一个单位：由E＝eq \f(UAB,d)可导出电场强度的另一个单位，即伏特每米，符号为V/m。1 V/m＝1 N/C。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)由公式E＝eq \f(U,d)可知，电场强度与电势差U成正比。(×)
(2)电场线的方向就是电势逐渐降落的方向。(×)
(3)E＝eq \f(F,q)与E＝keq \f(Q,r2)中的q和Q表示相同的含义。(×)
(4)沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等。(×)
(5)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积。(×)
2．关于匀强电场中的场强和电势差的关系，下列说法正确的是( )
A．电场强度越大，则任意两点间的电势差也越大
B．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
C．沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等
D．场强与电势处处相同
C [U＝Ed中的d指两点所在等势面的距离，选项A、B、D错误，C正确。]
3．(多选)场强为E＝1.0×102 V/m的匀强电场中，有相距d＝2.0×10－2 m的a、b两点，则a、b两点间的电势差可能为( )
A．1.0 V B．2.0 V
C．3.0 VD．4.0 V
AB [由U＝Ed可知当d最大时，U最大，代入数值可知U最大值为2.0 V，A、B可能，C、D不可能。]
1．关系式表明了电场强度与电势差的关系
2．在非匀强电场中，公式E＝eq \f(U,d)可用来定性分析问题，由E＝eq \f(U,d)可以得出结论：
在等差等势面越密的地方场强就越大，如图甲所示。再如图乙所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离ab＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故Uabφb>φcB．Ea>Eb>Ec
C．φa－φb＝φb－φcD．Ea＝Eb＝Ec
A [只给出一条电场线无法判断电场线的疏密，故无法判断a、b、c三点电场强度的大小；沿电场线方向电势降低，故φa＞φb＞φc，选项A正确。]
4．如图所示是一个匀强电场的等势面示意图，每两个相邻的等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是( )
A．竖直向下，E＝100 V/m
B．水平向左，E＝100 V/m
C．水平向左，E＝200 V/m
D．水平向右，E＝200 V/m
B [电场强度E＝eq \f(U,d)＝100 V/m，电场强度的方向垂直于等势面指向电势降落的方向，即水平向左，选项B正确。]
对关系式U＝Ed和E＝U/d的理解
大小关系
由E＝eq \f(U,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
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
物理意义
电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间变化的快慢
对电场强度的进一步理解
公式
适用范围
说明
E＝eq \f(F,q)
任何电场
定义式，q为试探电荷的电荷量
E＝keq \f(Q,r2)
真空中点电荷形成的电场
Q为场源电荷的电荷量，E表示跟点电荷相距r处的某点的场强
E＝eq \f(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
课 堂 小 结
知 识 脉 络
1.对E＝eq \f(U,d)公式的理解与应用。
2.对场强的进一步理解。
3.匀强电场中场强与电势差的关系。