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    10.3 电势差与电场强度的关系 导学案 高中物理人教版(2019)必修第三册

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    人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系导学案

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    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5页。学案主要包含了课程标准要求,学习目标,自主学习 合作探究,当堂检测,课后限时训练等内容,欢迎下载使用。
    静电场中的能量3 电势差与电场强度的关系班级_____ 姓名________学号____课程标准要求知道匀强电场中电势差与电场强度的关系【学习目标】1、经历探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系的过程,理解关系式的意义2、知道电场强度另一个单位“伏每米”的物理意义。【自主学习 合作探究】问题1:匀强电场中电势差与电场强度的关系1.关系式:2.物理意义:3.适用条件: 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三点的连线组成了一个直角三角形,ab=20cm,∠a=37°,∠c=90°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)a、b两点的电势差Uab(2)匀强电场的场强大小和方向。   变式训练1.(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 V      D.4.0 V 问题2:电场强度的另一种表述1.另一种表述:2.公式:3.物理意义:4.方向5.单位:  例2.如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线,a、b两点的电势分别为φa=-50 V,φb=-20 V,则ab连线的中点c的电势φc应为(  )A.φc=-35 V    B.φc>-35 VC.φc<-35 V    D.无法判断变式训练2.如图所示,abc是一条电场线上的三个点,电场线的方向由acab间的距离等于bc间的距离,用φaφbφcEaEbEc分别表示abc三点的电势和电场强度,可以判定(  )A.φaφbφc B.EaEbEcC.φaφbφbφc D.EaEbEc 问题3:匀强电场性质的应用1.等分法在匀强电场中,如果把某两点的距离等分为几段,则每段两端点间的电势差等于原电势差的2.两个推论(1)在匀强电场中,沿任意一个方向,电势变化都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间的电势差相等。故在匀强电场中,相互平行且长度相等的线段两端点间的电势差相等。(2)在匀强电场中,相互平行的两条线段,无论它们是否与电场线的方向平行,只要一条线段是另一条线段的n倍,这条线段两端点间的电势差就一定是另一条线段两端点间电势差的n倍。例3.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0,A点处的电势为6V,B点处的电势为3V,则电场强度的大小为(  )A.200V/m     B.200V/m      C.100V/m     D.100V/m 变式训练3.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别是φA=15V,φB=3V,φC=-3V,由此可以推断D点的电势φD是(  )A.6 V      B.9 V       C.3 V       D.12 V 问题4:电势φ­x图像和场强E­x图像例4.(多选)空间中存在沿x轴正方向的电场,x轴上各点的电场强度随x的变化情况如图所示。下列叙述正确的是(  )A.x1x2两处的电势相同B.电子在x1处的电势能小于在x2处的电势能C.x=0处与x1处两点之间的电势差为UD.电子沿x轴从x1处运动到x2处,电场力一直做负功【当堂检测】1.(多选)下列说法正确的是(  )A.E适用于任何电场                        B.E适用于任何电场C.Ek适用于真空中的点电荷形成的电场      D.E是矢量,由UEd可知,U也是矢量 2.关于静电场,下列说法正确的是(  )A.电场强度为0的地方,电势也为0B.任一点的电场强度方向总是指向该点电势降落最快的方向C.电场线越密的地方相等距离两点的电势差越大D.根据公式UabEd可知,在匀强电场中ab间的距离越大,电势差就越大3.如图所示,在E=400V/m的匀强电场中,ab两点相距d=2cm,它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°,则Uab等于(  )A.-8 V   B.-4 V   C.8 V   D.4 V 4.情境:天空中有两块乌云,它们之间的竖直距离为1.0×103 m,水平相距5.0×103 m。受气流影响,两块乌云均以10 m/s的速率沿水平方向互相靠近。问题:当一块乌云位于另一块乌云正下方时,云间场强达到1.0×106 V/m。若此时两块云间的电场可视为匀强电场,这时空气恰被击穿而变成导体,两块乌云通过空气放电,形成闪电。    (1)两块乌云即将放电时云间的电势差为多大?(2)地面观察者看到闪电后8.0 s才听到雷声,则闪电发生点离观察者多远?(声音在空气中传播速度约为340 m/s)   【课后限时训练】1.关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系,下列说法正确的是(  )A.任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B.沿电场线方向上,相同距离上电势降落一定相等C.电势降落的方向一定是电场强度的方向D.电势降落最快的方向不一定是电场强度的方向 2.正常情况下空气是不导电的,但是如果空气中的电场很强,空气也可以被击穿,空气被击穿时会看到电火花或闪电。若观察到某次闪电的火花长约100m,且已知空气的击穿电场强度为3×106 V/m,那么发生此次闪电的电势差约为(  )A.3×108 V    B.3×106 VC.3×104 V D.3×10-5 V3.(多选)如图所示,abc为电场中同一条水平方向电场线上的三点,cab中点。ab电势分别为φa=5 V,φb=3 V,下列叙述正确的是(  )A.该电场在c点处的电势一定为4 VB.a点处的场强Ea一定大于b点处的场强EbC.一正电荷从c点运动到b点,电势能一定减少D.一正电荷运动到c点时受到的电场力由a指向c 4.如图所示,在匀强电场中有abcd四点,它们处于同一圆周上,且acbd分别是圆的直径。已知abc三点的电势分别为φa=9 V,φb=15 V,φc=18 V,则d点的电势为(  )A.4 V B.8 VC.12 V D.16 V 5.(多选)电场强度方向与x轴平行的静电场中,x轴上各点电势φx的分布如图所示。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力),以初速度v0O点(x=0)沿x轴正方向进入电场,下列说法正确的是(  )A.在Ox1x3x4两个区间内电场方向相反B.粒子从O点运动到x4点的过程中,在x2点的速度最大C.粒子从x1点运动到x3点的过程中,电势能一直增大D.若v0=2,则粒子运动到x2点时的动能为20 6.如图所示的匀强电场,等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为d,各等势面电势已在图中标出。现有一质量为m的带电小球以速度v0、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;(2)小球受到的合外力的大小;(3)在入射方向上小球运动的最大位移xm。(电场足够大) 

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