高中物理必修第三冊人教版3電勢差與電場強度的關系1.知道公式U=Ed的推導過程。2.理解勻強電場中電勢差與電場強度的定性、定量關系。3.能夠熟練應用U=Ed解決有關問題。1|電勢差與電場強度的關系1.關系式:UAB=①

。2.物理意義:勻強電場中兩點間的電勢差等于②

與這兩點③

的乘積。3.適用條件:勻強電場,d是沿電場方向兩點間的距離。第十章靜電場中的能量Ed電場強度沿電場方向的距離

2|電場強度的另一種表達1.表達式:E=④

。2.物理意義:在勻強電場中,電場強度的大小等于兩點間的⑤

與兩點沿

電場強度方向距離的比值。也就是說,電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向⑥

上降低的電勢。3.場強的另一個單位:伏[特]每米,符號為⑦

,1N/C=1V/m。電勢差每單位距離V/m第十章靜電場中的能量公式適用范圍說明E=

任何電場定義式,q為試探電荷的電荷量E=k

真空中點電荷的電場Q為場源電荷的電荷量,E表示跟場源電荷相距r處的某點的場強易錯警示

電場強度三個公式的比較公式適用范圍說明E=

勻強電場d為沿電場線方向兩點間的距

離,U為兩點間的電勢差第十章靜電場中的能量判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“?”。1.公式U=Ed適用于所有的電場。

(

)2.由U=Ed可知,勻強電場中兩點的電勢差與這兩點的距離成正比。

(

)3.勻強電場的場強等于沿電場線方向每單位長度上的電勢差值。

()4.只有沿電場線方向,電勢才降低。

(

)5.沿電場線方向電勢降落得最快。

()提示:公式U=Ed只適用于勻強電場。提示:公式U=Ed中的d的含義是沿電場方向兩點間的距離,故兩點的電勢差與這兩點沿電場方向的距離成正比。??√?√第十章靜電場中的能量1|公式E=

的理解及電勢的判定情境電鰻是放電能力最強的淡水魚類,短暫放電電壓可達550~800伏,因此電鰻

有水中“高壓線”之稱。它的發(fā)電器分布在身體兩側(cè)的肌肉內(nèi),身體的尾端為正

極,頭部為負極,當電鰻的頭和尾觸及其他動物時,即可產(chǎn)生強大的電流。問題1.若將電鰻產(chǎn)生的電場看成勻強電場,電場強度為E,電鰻頭部到尾部長度為d,頭

部、尾部間的電勢差為UAB。電荷從電鰻頭部運動到尾部,靜電力做了多少功?請

分別從力和位移的角度、電勢差的角度分析。從力和位移的角度分析,靜電力做功WAB=Fd=qEd。從電勢差的角度分析,靜電力做

功WAB=qUAB。第十章靜電場中的能量2.比較從兩個角度計算出的功的大小,說明電鰻頭、尾間的電勢差與電場強度的關系?3.在非勻強電場中,怎樣應用公式E=

?能用它進行定量計算嗎?能得出等差等勢面中等勢面越密的地方場強越大還是越小?4.某電鰻頭、尾相距2m,求其短暫放電產(chǎn)生的電場強度的大小范圍。

從兩個角度計算出的靜電力做功相等,即qUAB=qEd,整理可得電鰻頭、尾間的電勢

差與電場強度的關系為E=

。在非勻強電場中,公式E=

只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就越大。根據(jù)電勢差與電場強度的關系,E1=

=

V/m=275V/m,E2=

=

V/m=400V/m,故其短暫放電產(chǎn)生的電場強度的范圍為275V/m≤E≤400V/m。第十章靜電場中的能量(2)d為某兩點沿電場強度方向上的距離,或兩點所在等勢面之間的距離。(3)可以定性分析非勻強電場的相關問題。

拓展推論1勻強電場中的任一線段AB的中點C的電勢φC=

。推論2勻強電場中若兩線段AB∥CD,且AB=CD,則UAB=UCD(或φA-φB=φC-φD)。三點注意(1)只適用于勻強電場。第十章靜電場中的能量

2|E-x圖像的理解及應用

E-x圖像描述靜電場中電場強度E沿x軸變化的規(guī)律,結(jié)合E-x圖像可進一步分析電場中的場強E、電勢φ的分布規(guī)律,進而分析有關問題。(1)在給定了電場的E-x圖像后,可以由圖像確定電場強度的變化情況,電勢的變化

情況,E-x圖線與x軸所圍圖形“面積”表示電勢差。在與粒子運動相結(jié)合的題目

中,可進一步確定粒子的電性、動能變化、電勢能變化等情況。(2)可以由E-x圖像假設某一種符合E-x圖像的電場,利用這種已知電場的電場線分

布、等勢面分布或場源電荷來處理相關問題。

解答關于E-x圖像問題可把握以下四點(1)根據(jù)E-x圖像可直接判斷電場強度,電場強度為正值,說明電場強度方向與規(guī)定

正方向相同,電場強度為負值,說明電場強度方向與規(guī)定正方向相反。(2)根據(jù)E-x圖像可判斷電勢的高低,由圖像確定電場線方向后,根據(jù)沿電場線方向

電勢逐漸降低,從而確定電勢的高低。第十章靜電場中的能量(3)將x軸上一段距離x分成很多微小單元Δx,由公式U=EΔx知,E-x圖像中曲線與x軸

所圍成的“面積”表示電勢差U。(4)據(jù)E-x圖像結(jié)合帶電粒子的運動情況可以確定帶電粒子的靜電力、加速度、靜

電力做功、電勢能變化等。第十章靜電場中的能量

3|φ-x圖像的理解及應用

φ-x圖像描述的是靜電場中沿某一方向電勢φ隨位置x變化的情況,結(jié)合φ-x圖像可以

分析電勢φ的特點,可進一步分析場強E、電荷的電勢能等有關問題。φ-x圖像有以下三個方面的應用:(1)電場強度的大小等于φ-x圖線的斜率大小,電場強度為零處,φ-x