高中物理 第一章 电场 第五节 电场强度与电势差的关系教学案 粤教版选修3-1-粤教版高二选修3-1物理教学案

第五节 电场强度与电势差的关系 1．公式 U＝Ed 仅适用于匀强电场，其中 d 表示电场中两点沿电场方向的距离。2．由 E＝可知， 电场强度在数值上等于沿电场方向距离为单位长度的两点间的电势差。3．电场线跟等势面垂直，电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏。一、场强与电势差的关系如图 151 所示，在匀强电场中，电荷 q 从 A 点移动到 B 点。图 151(1)电场力做功 WAB与 UAB的关系为 WAB＝ qU AB。(2)由 F＝qE，WAB＝Fd＝qEd。(3)对比两种计算结果，得 U ＝ Ed 。(4)公式 UAB＝Ed 的适用条件是：E 是匀强电场，d 是沿电场方向的距离。(5)单位：场强的另一单位是伏 / 米 ，符号为 V/m。二、电场线与等势面的关系(1)由 WAB＝qUAB可知，在同一等势面上移动电荷时因 UAB＝0，所以电场力不做功，电场力的方向与电荷移动方向垂直。(2)电场线与等势面的关系① 电场线与等势面垂直。② 沿电场线方向各等势面上的电势减小。③ 电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏。1．自主思考——判一判(1)由公式 E＝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＝与 E＝k 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。(×)(6)已知等势面的形状分布，可以绘制电场线。(√)2．合作探究——议一议(1)匀强电场中，在同一方向上经过相同的距离，电势差相等，反过来，也成立吗？提示：反过来不成立。如图所示，UAB＝UAC，但 AB 的长度不等于 AC 的长度。(2)为何说电场强度的两个单位 N/C 与 V/m 是相同的？提示：1 V/m＝1 J/(C·m)＝1 (N·m)/(C·m)＝1 N/C。(3)为何说当电荷沿等势面移动时，电场力不做功？提示：由于电场线与等势面垂直，即电荷所受的电场力与等势面垂直，即当电荷沿等势面移动时，电场力方向始终与速度方向垂直，电场力不做功。对关系式 U＝Ed 和 E＝的理解1．关系式表明了电场强度与电势差的关系大小关系由 E＝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2.在非匀强电场中，公式 E＝可用来定性分析问题，由 E＝可以得出结论：在等差等势面越密的地方场强就越...