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1、2022年人教版高中選修3-1 第1章第6節(jié) 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系（教案）
【知識與技能】
1、理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系．對于公式U=Ed要知道推導(dǎo)過程．
2、能夠熟練應(yīng)用U=Ed解決有關(guān)問題．
【過程與方法】
通過對勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問題的能力．
【情感態(tài)度與價值觀】
從不同角度認(rèn)識電場、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的探究精神，體會自然科學(xué)探究中的邏輯美
【教學(xué)過程】
★重難點(diǎn)一、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系★
電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式推導(dǎo)
如圖所示，在勻強(qiáng)
2、電場中把電荷q從A移動到B，靜電力做功WAB＝qUAB．
靜電力是恒力，所以靜電力做的功也可以這樣求：WAB＝qElcosθ＝qEd
由以上兩式得qUAB＝qEd，UAB＝ED．
勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
(1)勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場方向的距離的乘積．
(2)公式：UAB＝ED．
(3)應(yīng)用此公式注意兩點(diǎn)：
①公式只適用于勻強(qiáng)電場，但可對非勻強(qiáng)電場進(jìn)行定性分析；
②公式中的“d”一定是“沿電場方向的距離”
3．U＝Ed的兩個推論
(1)在勻強(qiáng)電場中，沿任意一個方向，電勢下降都是均勻的，故在同一直線上相同間距的兩點(diǎn)間電勢差相等．如果把某
3、兩點(diǎn)間的距離平均分為n段，則每段兩端點(diǎn)間的電勢差等于原電勢差的1/n.
(2)在勻強(qiáng)電場中，沿任意方向相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢差相等．
4．在非勻強(qiáng)電場中，公式E＝可用來定性分析問題，由E＝可以得出結(jié)論：在等差等勢面中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．
【特別提醒】應(yīng)用UAB＝E·d時注意d必須是沿電場強(qiáng)度方向的距離，如果A、B兩點(diǎn)間距為L，兩點(diǎn)連線不沿電場強(qiáng)度方向，計算電勢差時，d的取值應(yīng)為L在電場強(qiáng)度方向上的投影，即為A、B兩點(diǎn)所在的等勢面的垂直距離
4、
【典型例題】如圖所示，兩個平行金屬板AB中間為一勻強(qiáng)電場，AB相距10cm,CD為電場中的兩點(diǎn)，CD=8cm,CD連線和電場方向成60°角，C點(diǎn)到A板的距離為2cm.，已知質(zhì)子從C點(diǎn)移到D點(diǎn),電場力做功為 3.2×10-17J。
A
B
C
D
60°
）
求：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度; (2)AB兩點(diǎn)間的電勢差. (3)若將A板接地,則C、D兩點(diǎn)的電勢各為多大?
【答案】（1）5000V/m （2）500V（3）-100V；-300V
【解析】 (1)由W=qU得
UCD===200V
由幾何關(guān)系得d=CDcos600=8cm×cos600=4cm
5、
E===5000V/m
(2)UAB=E·AB=5000V/m×0.1v=500V
(3) UAC=E·AC=5000V/m×0.02m=100V
UAC=φA-φc
φA=0 φc=-100V
UAD=E·AD=5000V/m×0.06m=300V
UAD=φA-φD
φA=0 φD=-300V
★重難點(diǎn)二、電場強(qiáng)度三個公式的對比★
電場強(qiáng)度的另一種表述
1．內(nèi)容：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向距離的比值．
2．公式：E＝.
3．?dāng)?shù)值：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．
4．單位：V/m，根據(jù)電場強(qiáng)度
6、的兩個定義式知，1 V/m＝1 N/C．
5.電場強(qiáng)度的方向是電勢降落最快的方向，只有沿電場強(qiáng)度方向，單位長度上的電勢差才最大．如圖所示，A→C方向電勢降落最快．
電場強(qiáng)度三個公式的對比
區(qū)別
公式
物理含義
引入過程
適用范圍
E＝
是電場強(qiáng)度大小的定義式
F∝q，E與F、q無關(guān)，是反映某點(diǎn)電場的性質(zhì)
適用于一切電場
E＝k
是真空中點(diǎn)電荷場強(qiáng)的決定式
由E＝和庫侖定律導(dǎo)出
在真空中，場源電荷Q是點(diǎn)電荷
E＝
是勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)的定義式
由F＝qE和W＝qU導(dǎo)出
勻強(qiáng)電場
【特別提醒】
(1)在選取物理公式時，首先要注意公式的適用條件，然后
7、判斷題目中物理情境是否滿足公式的適用條件。
(2)據(jù)U＝Ed可以得出結(jié)論：勻強(qiáng)電場中電勢差與d成正比，但不能由E＝而說E與d成反比。
【典型例題】如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場中，有一電荷量為-4×10-7C的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，電場力做功為3.2×10-6J，AB間距離4m，與水平方向夾角為600；求：
（1）AB間電勢是多少？
（2）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度多大？
（3）如果A點(diǎn)的電勢為-4V，求B點(diǎn)的電勢為多大？
【答案】（1）-8V（2）4N/C（3）4V
【解析】（1）AB間電勢
（2）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度
（3）因UAB=φA-φB =-8V；φA=-4V，則φB=4V
2022年人教版高中選修3-1 第1章第6節(jié) 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系（教案）
