高中物理 1.6 电势差与电场强度的关系学案 新人教版选修3-1

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1、1.6电势差与电场强度的关系学案（人教版选修3-1）1．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的正功，那么此过程中电荷的电势能____________(填“增加”或“减少”)5×10－6J.2．如果把q＝1.0×10－8C的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需要克服电场力做功W＝1.2×10－4J，规定无穷远处的电势为零．则电荷在A点的电势能是________J，A点的电势φA是________V.3．UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，因此UAB＝________UBA，可见电势差可以是正值，也可以是负值．4．如图1所示，把电荷

2、量q＝＋2×10－11C的点电荷由A点移动到B点，电场力所做的功WAB＝4×10－11J．A、B两点间的电势差UAB＝______________V；B、A两点间的电势差UBA＝______________V．如果将电荷量q′＝－2×10－11C的点电荷由B点移到A点，则电场力所做的功WBA′＝______________J.图1答案　1.减少　2.1.2×10－4　1.2×104　3.－4．2　－2　4×5．对公式E＝的理解，下列说法正确的是(　　)A．此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差B．a点和b点距离越大，则这两点的电势差越大C．公式中的d是指a点和

3、b点之间的距离D．公式中的d是a、b两点所在的两个等势面间的垂直距离答案　D解析　本题考查对电场强度与电势差的关系式U＝Ed的理解．该式成立的前提条件是匀强电场，所以A项错；在匀强电场中，沿电场线方向，两点间距离越大，则两点间的电势差越大，B项错；该式中，d是指两点距离在电场线方向上的投影或两点所在的等势面间的距离，所以C项错，D项正确.一、带电粒子在电场中的运动轨迹、电场线、等势面及电势高低的判断电场线是为研究电场而假想的理想模型，带电粒子在电场中的运动轨迹是带电粒子在电场力作用下的实际路线，电场力在电场线的切线方向上，电场线与等势面垂直，且电场线由高电势指向低电势

4、．粒子在电场中的运动轨迹由力和初速度的方向决定，既可以与电场线重合也可以与等势面重合，一定要分清它们的区别与联系．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　例1　如图2所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6C的粒子在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10－5J．已知A点的电势为－10V，则以下判断正确的是(　　)图2A．粒子的运动轨迹如图虚线1所示B．粒子的运动轨迹如图虚线2所示C．B点电势为零D．B点电势为－20V解析　粒子只受到电场力，当它从A点运动到B点时动能减少了，说明它从A点运动到B点电场力做了负功，所以偏转的情况

5、应该如轨迹1所示，因而选项A正确、B错误；根据电场力做功W＝qU，WAB＝－10－5J，电势差UAB＝＝－10V＝φA－φB，得φB＝0，故C正确、D错误．答案　AC方法总结　①粒子的运动轨迹曲线必弯向合外力一侧，力的方向、弯曲方向、速率方向一一对应．②电场线和等势面都是假想的曲线，在电场中两者相互垂直，且电场线由高电势指向低电势．③根据电场线的方向以及疏密情况，确定场强及带电性质，定性判断电场力(或加速度)的大小和方向．再根据电场力方向与速度方向的关系来判断速度的变化情况和运动情况．④利用电场力做功情况来判断电势能的变化情况，可以通过能量转化和守恒确定电势能及动能的

6、变化情况．变式训练1　某静电场中的电场线如图3所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是(　　)图3A．粒子必定带正电荷B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能答案　ACD解析　分析带电粒子在电场中的运动轨迹问题时注意：做曲线运动的粒子所受合外力指向曲线凹侧，另外粒子的速度方向沿轨迹的切线方向，再结合电场线、电场力的知识来分析问题．二、匀强电场中电场线与等势面的问题在匀强电场中U＝E·d，d是沿电场线方向上的距离．电场中等势面与电场线垂

7、直，沿电场线方向上等距离的点之间电势差相等．在与电场线有夹角θ(0＜θ＜90°)的直线上，等间距点电势差同样相等．例2　如图4所示，虚线方框内为一匀强电场区域，电场线与纸面平行，A、B、C为电场中的三个点，三点电势分别为φA＝12V，φB＝6V，φC＝－6V．试在方框内作出该电场的示意图(即画出几条电场线)，要保留作图时所用的辅助线．图4解析　作图方法：①将A、C连接，并将其三等分，靠近A点的等分点D与B点等电势，φD＝φB＝6V．②用虚线连接B、D，BD为该电场中的等势面(如下图所示)．③作一簇垂直于BD、间距相等的平行线，使其方向斜向下，这些平行