2024年新教材高中物理10.3電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系講義無答案新人教版必修第三冊

電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1．理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系UAB＝Ed，能夠推導(dǎo)出這個(gè)關(guān)系式。(重點(diǎn))2．知道電場強(qiáng)度的另一種關(guān)系，了解場強(qiáng)的另一個(gè)單位“伏特每米”的意義。3．會用關(guān)系式UAB＝Ed或E＝eq\f(UAB,d)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。(難點(diǎn))1．對E＝eq\f(U,d)公式的理解與應(yīng)用。2．對場強(qiáng)的進(jìn)一步理解。3．勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系。一、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1．關(guān)系式：UAB＝或E＝。2．物理意義：勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于與這兩點(diǎn)的乘積。3．適用條件：電場。二、公式E＝eq\f(UAB,d)的意義1．意義：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的與這兩點(diǎn)的比值。2．電場強(qiáng)度的另一種表述：電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿方向每單位距離上降低的。3．電場強(qiáng)度的另一個(gè)單位：由E＝eq\f(UAB,d)可導(dǎo)出電場強(qiáng)度的另一個(gè)單位，即，符號為。1＝1N/C。學(xué)問點(diǎn)一對關(guān)系式U＝Ed和E＝U/d的理解1．關(guān)系式表明白電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系大小關(guān)系由E＝eq\f(U,d)可知，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢方向關(guān)系電場中電場強(qiáng)度的方向就是電勢降低最快的方向物理意義電場強(qiáng)度是電勢差對空間位置的改變率，反映了電勢隨空間改變的快慢2．在非勻強(qiáng)電場中，公式E＝eq\f(U,d)可用來定性分析問題，由E＝eq\f(U,d)可以得出結(jié)論：在等差等勢面越密的地方場強(qiáng)就越大，如圖甲所示。再如圖乙所示，a、b、c為某條電場線上的三個(gè)點(diǎn)，且距離ab＝bc，由于電場線越密的地方電場強(qiáng)度越大，故Uab<Ubc?！纠?】如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，電荷量q＝5.0×10－10C的正電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)和由a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場力做功都是3.0×10－8J，已知a、b、c三點(diǎn)的連線組成了一個(gè)直角三角形，ab＝20cm，∠a＝37°，∠c＝90°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)a、b兩點(diǎn)的電勢差Uab；(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向。訓(xùn)練角度1：應(yīng)用E＝eq\f(U,d)定性分析1．(多選)如圖所示，實(shí)線為電場線，虛線為等勢線，且AB＝BC，電場中的A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為EA、EB、EC，電勢分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有()A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EAC．UAB＜UBC D．UAB＝UBC訓(xùn)練角度2：應(yīng)用E＝eq\f(U,d)定量計(jì)算2．如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，D是BC的中點(diǎn)，A、B、C構(gòu)成一個(gè)直角三角形，AB長為Lm，電場線與三角形所在的平面平行，已知φA＝5V，φB＝－5V，φC＝15V，由此可以推斷()A．場強(qiáng)的方向由C指向BB．場強(qiáng)的方向垂直AD連線斜向上C．場強(qiáng)的大小為eq\f(10,L)V/mD．場強(qiáng)的大小為eq\f(20\r(3),3L)V/m學(xué)問點(diǎn)二對電場強(qiáng)度的進(jìn)一步理解1．關(guān)于場強(qiáng)E的幾個(gè)表達(dá)式公式適用范圍說明E＝eq\f(F,q)任何電場定義式，q為摸索電荷的電荷量E＝keq\f(Q,r2)真空中點(diǎn)電荷形成的電場Q為場源電荷的電荷量，E表示跟點(diǎn)電荷相距r處的某點(diǎn)的場強(qiáng)E＝eq\f(U,d)勻強(qiáng)電場U為沿電場線方向上相距為d的兩點(diǎn)間的電勢差2．關(guān)于電場強(qiáng)度與電勢的理解(1)電場強(qiáng)度為零的地方電勢不肯定為零，如等量同種點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)；電勢為零的地方電場強(qiáng)度也不肯定為零，如等量異種點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)。(2)電場強(qiáng)度相等的地方電勢不肯定相等，如勻強(qiáng)電場；電勢相等的地方電場強(qiáng)度不肯定相等，如點(diǎn)電荷四周的等勢面?！纠?】有兩塊平行金屬板A、B相隔6cm，接在36V的直流電源上。電源的正極接地，C點(diǎn)在兩板間且到A板的距離為2cm。(1)求A、B兩板間的場強(qiáng)大小和方向；(2)以地面為電勢的零點(diǎn)，問C點(diǎn)的電勢多高？上例中，若改為B板接地，其他條件不變，則C點(diǎn)電勢多高？若C點(diǎn)放一電子，則電子的電勢能多大？3．如圖所示，有豎直向下的勻強(qiáng)電場，A、B兩等勢面間距離為5cm，電勢差為25V，在電場中P點(diǎn)固定放置電荷量為5×10－9C的負(fù)點(diǎn)電荷，此時(shí)電場中有一點(diǎn)場強(qiáng)為零，此點(diǎn)在P點(diǎn)的()A．上方30cm B．下方30cmC．上方25cm D．下方25cm1．對公式E＝eq\f(UAB,d)的理解，下列說法正確的是()A．此公式適用于計(jì)算任何電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差B．A點(diǎn)和B點(diǎn)間距離越大，則這兩點(diǎn)的電勢差越大C．公式中d是指A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的距離D．公式中的d是勻強(qiáng)電場中A、B兩點(diǎn)所在等勢面間的距離2．如圖所示，在E＝400V/m的勻強(qiáng)電場中，a、b兩點(diǎn)相距d＝2cm，它們的連線跟電場強(qiáng)度方向的夾角是60°，則Uab等于()A．－8VB．－4VC．8VD．4V3．如圖所示，a、b、c是一條電場線上的三個(gè)點(diǎn)，電場線的方向由a到c，a、b間的距離等于b、c間的距離，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度，可以判定()A．φa>φb>φc B．Ea>Eb>EcC．φa－φb＝φb－φc D．Ea＝Eb＝Ec4．如