10,3电势差与电场强度的关系 素养提升学案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理必修三素养提升学案 第10章 静电场中的能量 第3节　电势差与电场强度的关系 【学习目标】 1.经历探究匀强电场中电势差和电场强度的定量关系的过程,理解关系式的意义。 2.知道电场强度另一个单位“伏每米”的物理意义。 【科学素养要求】 1. 物理观念 (1)明确电势差与场强的关系。 (2)知道电场强度另一个单位“伏每米”的物理意义。 2. 科学思维 (1)理解公式E＝中d和UAB的意义，会用其解决相关问题。 (2)等分法分析电势与电场强度的关系。 3. 科学探究 探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系。 4. 科学态度与责任 准确区分三个公式E＝、E＝k和E＝的适用条件。 【自主预习】 一、电势差与电场强度的关系 1.关系式:　　　　　。 2.意义:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3.适用条件:匀强电场,d是　　　　　　　　　　。 【答案】1.UAB=Ed 2.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 3.沿电场方向两点间的距离 二、电场强度的另一种表达 1.表达式:　　　　　　　　　　。 2.物理意义: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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3.电场强度的单位:　　　　　　　　1 N/C=1 V/m。 【答案】1.E= 2.等于沿电场方向每单位距离上降低的电势 3.伏每米,符号V/m 【复习引入】 [温故知新1]你学过哪些描述电场性质的物理量 [温故知新2]等势面有哪些特点 【答案】 [温故知新1] 电场的两大性质: ①力的性质,用电场强度描述,可用电场线形象表示; ②能的性质:用电势、电势差描述,可用等势面形象表示。 [温故知新2] 等势面的特点: ①沿等势面移动电荷电场力不做功; ②等势面与电场线垂直,且电场线从高电势指向低电势; ③任意两个等势面不相交。 【课堂探究】 一、推证电场强度和电势差的关系 [情境设问1]如图是一个匀强电场,电场强度大小为E,A、B是沿电场方向上的两点,其电势差为UAB,A、B之间相距为d。现将一个电量为q的电荷由A移到B,你可以用几种方法计算电场力所做的功 分析电场强度E与电势差UAB之间有什么关系。 [情境设问2]如图所示匀强电场E中,正电荷q在电场力作用下从A点移动到B点(不是沿电场强度方向),分析电场强度E与电势差UAB之间有什么关系。 二、推证电场强度的单位 [情境设问3]由UAB=Ed,，得到:E=，,这个式子表示什么含义 [情境设问4]从式子中可看出E的单位是什么 【答案】[情境设问1]AB间距离为d,电势差为UAB,电场强度为E。把正电荷q从A点移到B时,电场力qE所做的功为W=qEd。利用电势差和功的关系,这个功又可求得为W=qUAB,比较这两个式子,可得W=qEd=qUAB,即:UAB=Ed。 [情境设问2]A、B不在同一条电场线上, 由题图根据电势差的定义式,得 UAB= ==E·AB' 用d表示A、B在电场强度方向上的距离AB',则上式可写为:UAB=Ed。 [情境设问3]在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差。 [情境设问4]由E=,可得E的单位为V/m,即1 V/m=1 N/C。 【知识点探究】 知识点一　匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．关系式：UAB＝Ed。 2．物理意义：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。 3．适用条件：匀强电场。 【温馨提示】公式中d必须是沿场强方向的距离。当电场中的两点不在同一条电场线上时，d应为两点在场强方向上的投影距离，亦为电场中两点所在的等势面间的距离。 知识点二　电场强度的另一种表述 1．另一种表述：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电场强度方向的距离之比。 2．公式：E＝。 3．物理意义：电场强度在数值上等于沿电场方向 ... ...