高二选修3-1电势差与电场强度讲义.doc

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1、一、教学目标1、理解匀强电场中电势差跟电场强度的关系2、会用或解决有关问题3、理解电场强度与电势的关系4、理解图像二、重难点1、的应用2、电场强度与电势的关系3、理解图像三、知识点梳理1、匀强电场中电势差与电场强度的关系（1）匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积UAB＝Ed推导过程如下：图1—6—1如图1—6—1所示的匀强电场中，把一点电荷q从A移到B，则电场力做功为：W＝qUAB且与路径无关．另外，由于是匀强电场，所以移动电荷时，电场力为恒力，仍可用求功公式直接求解，假设电荷所走路径是由A沿直线到达B，则做功，两式相比较，UAB

2、＝Ed．（2）电场强度与电势差的关系可写为它的意义是：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值．也就是说，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．图1—6—2【说明】①公式UAB＝Ed中的d必须是沿场强方向的距离，如果电场中两点不沿场强方向，d的取值应为在场强方向的投影，即为电场中该两点所在的等势面间的垂直距离．②利用公式U＝Ed可定性地判定非匀强电场中两点间电势差的大小．前面讲到，公式U＝Ed只适用于匀强电场，但在非匀强电场问题中，我们也可以用此式来比较电势差的大小，例如图1—6—2是一非匀强电场，某一电场线

3、上A、B、C三点，比较UAB和UBC的大小．从电场线的疏密可知，AB段的场强要比BC段的场强大，因而，，，UAB>UBC．这里的El、E2分别指AB段、BC段场强的平均值．由此我们可以得出一个重要结论：在同一幅等势面图中，等势面越密的地方场强越大．事实上，在同一幅等势面图中，我们往往把每个相邻等势面间的电势差取一个定值，如果等势面越密，即相邻等势面的间距越小，那么场强E＝U／d就越大．③场强与电势无直接关系．因为某点电势的值是相对于选取的零电势点而言的，选取的零电势点不同，电势的值也不同，而场强不变．零电势可以人为选取，电场强度是否为零则由电场本身决定．等量异

4、种电荷连线中点，电势为零，但场强不为零；等量同种电荷连线中点，场强为零，但电势不为零；匀强电场中，处处场强相等，但电势不等；单个负点电荷电场，离负电荷越近，场强越大，但电势越低（3）方向关系①电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向，场强E的大小描述沿电场线方向电势下降的快慢.如图1一6一3所示的匀强电场中，沿AB、AC、AD三个方向，电势下降的值都相等(因D、B、C在同一条等势线上，由公式可知，，但AB沿电场线方向，距离最短，单位长度上电势下降最大，即电势下降最快.因此，电势降低最快的方向为电场强度的方向.但是，电势下降的方向不一定是电场强度的方向.②电场

5、线与等势面垂直.2、电势图像对比和速度公式，因速度是位移对时间的变化率，则电场强度就是电势差对空间位置的变化率。位移随时间变化越快，则速度越大；电势随空间位移的变化越快，则电场强度越大。在电势随沿场强方向的距离x分布的图像中，其图像的斜率等于电势差对空间位置的变化率，也等于电场强度，其电势降落最快的方向为电场强度的方向。【例】某静电场沿x方向的电势分布如图1-6-5所示，则　（AC）A.在0～之间不存在沿x方向的电场B.在0～之间存在着沿x方向的匀强电场C.在～之间存在着沿x方向的匀强电场D.在～之间存在着沿x方向的非匀强电场【解析】0～间电势不变，则0～之间

6、不存在沿x方向的电场，A对；在～之间，电势降低，说明其间存在着沿x方向的电场，由于与x的比值为一常数，说明为匀强电场，C项正确.3、等分法求匀强电场中的电势（1）由于匀强电场中场强处处相等，则①在匀强电场中，沿任意一条直线电势降落都是均匀的；②在匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点的电势差相等；（2）由于匀强电场中沿任意一条直线的电势降落都是均匀的，那么如果把某两点的距离等份成n段，则每段两端点的电势差等于原电势差的1/n，像这样采用等份间距求电势问题的方法叫等分法。【例】如图1-6-4所示，ABCD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

7、别是15V，3V，-3V，由此可以推断D点电势是多少伏?【解析】因为，解得4、关于E的三个公式的应用解题中运用E=F/q、E=kQ/r、E＝U/d三个公式都可以求场强，但要注意场合和它们的区别与联系．5、理解、比较电场强度E和电势一、典型例题图1—6—5乙【例1】如图1—6—5甲所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用、、和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定(A)A．>>aabacaEa图1—6—5甲B．Ea>Eb>EcC．-=-D．Ea=Eb>Ec解析：题中给出了一条电场

8、线，不论是何种情况的电场，沿着电场线方