高中物理 选修3-1 电场强度.
高中物理_电势差与电场强度的关系教学设计学情分析教材分析课后反思
第6节电势差与电场强度的关系一、教材依据本节课选自人教版高中物理选修3-1第一章第六节“电势差与电场强度的关系”的内容。
二、设计思想1.教材分析电势差与电场强度是描述电场性质的两个重要物理量，电势差是描述电场中能的性质而电场强度则是描述电场中力的性质；这两个物理量虽然从不同的角度上描述了电场的性质，但是通过电场力做功在两者之间建立起了联系。
教材中以匀强电场为例通过分析和推理导出电场强度与电势差之间的关系；通过分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，同时能更好的理解电势与电场强度两个概念。
因此从教材上来看，本节课内容起到了一个桥梁，纽带的作用，将电场的两大重要性质联系起来；2.学情分析在学习本节课之前，同学们已经对电场强度，电势，电势差这些概念有了较好的了解，并且已经掌握了电场力做功的特点，知道了电场力做功与电势能变化的关系。
也懂得利用这些知识去解决一些实际的问题。
高二的学生通过了高一一年的学习已经具备了一定的推理能力，归纳总结能力。
所以在本节课中学生应该能够比较容易的推导出匀强电场中电势差与电场强度的关系，然而对于一般电场来讲，电势差与电场强度的关系应该怎样理解，这对于同学们来讲就应该比较困难了。
3.教学设计思路由于本节课是推导出之前学习的两个物理量电势差与电场强度之间的关系，因此本节课首先对以前学过的知识进行复习，然后通过“既然电势差和电场强度都是描述电场的物理量，那么它们之间有关系？”这样的一个问题引出本节课的内容。
以此来激发学生的好奇心和求知欲。
让学生通过学会亲自推导，了解该关系的来龙去脉，使学生在获取知识的同时，感受到成功的愉悦，进一步培养学生的科学探究精神。
接着教师将特殊情况引导到一般情况，如果不是沿场强方向移动电荷，结论还成立吗？引导学生讨论并得到结论。
培养学生的自主探究能力。
顺势从新的公式得到电场强度的新单位V/m。
接着通过例题的讲解和练习，让学生在练习中使知识点得到巩固，同时通过对习题的解答过程中也让他们尝到成功的喜悦。
选修3-1 1.3电场强度
3.单位：牛/库(N/C)
伏/米(V/m)
1 V/m=1N/C
4.场强的矢量性： +Q +q F E F E
+Q
-q
物理学中规定，电场中某点的电场强度的方 向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同． 按照规定：负电荷在电场中某点受到的电场力 的方向跟该点的场强方向相反。 F E -Q +q E F -q -Q
1、关于
F……①和 E q
Q E k …… ②，下列说 2 r
法中正确的是（ C ） （1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 放入电场中电荷的电量 （2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 产生电场电荷的电量 （3）②式中，Q是放入电场中的电荷的电量 （4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量 A、（1）（3） C、（1）（4） B、（2）（3） D、（2）（4）
特点：
a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大 b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直， 在此球面上场强大小处处相等，方向不同。
2）、等量异种点电荷形成的电场中的电场 线分布 特点：
a、沿点电荷的连线，
场强先变小后变大
b、两点电荷连线中
垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（ 中垂线）垂直
c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0
等距离各点场强相等。
3）、等量同种点电荷形成的电场中电场中 电场线分布情况
特点：
a、两点电荷连线中 点处场强为0 b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为0 c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先 变密后变疏
4）、匀强电场
在电场的某一区域，如果场强的大小和方向都相 同，这个区域的电场叫做匀强电场.匀强电场是 最简单、最常见的电场，在实验研究中经常用到 它．
2019年高中物理教科版选修3-1教学案：第一章 第3节 电场 电场强度和电场线 Word版含答案
第3节电场__电场强度和电场线1．电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量，其定义式为E＝F q。
3．电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
4．电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线，是由英国物理学家法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
5．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场1．电场的概念与基本性质2．电场力电场对电荷的作用力。
3．静电场静止电荷周围产生的电场。
二、电场强度1．检验电荷和场源电荷 (1)检验电荷(2)场源电荷如果电场是由某个带电体激发产生的，那么该带电体所带的电荷称为场源电荷或源电荷。
2．电场强度(1)定义：放入电场中某处的检验电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值。
(2)公式：E ＝Fq 。
(3)单位：牛每库，符号N/C 。
(4)方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反。
3．真空中点电荷的场强 (1)大小：E ＝k Qr 2。
(2)方向①正点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线背离正电荷，如图1-3-1甲所示。
图1-3-1②负点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线指向负电荷，如图乙所示。
三、电场线 1．概念电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
2．特点(1)曲线上切线方向表示该点的场强方向。
(2)起始于正电荷(或无穷远)终止于负电荷(或无穷远)，电场线不闭合。
(3)任意两条电场线不相交。
(4)电场线的疏密表示场强的强弱。
(5)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际并不存在。
3．几种常见典型电场的电场线1．自主思考——判一判(1)在电场中的电荷，不论是静止的还是运动的，都受到电场力的作用。
高中物理选修31知识点总结
高中物理选修3-1知识点总结高中物理选修3-1知识点总结高中物理选修3-1知识点总结第一章电场一基本公式1.库仑定律：F静=KQ1Q2r2(k9.0109Nm2/c2)2．场强（1）定义式：EF电q（2）点电荷：EKQr2（3）匀强电强：EUd3.电场力：F电Eq4.电势差：UABWABABqAWAOq5.电场力做功：与重力做功类同，做正功电势能减少，做负做电势能不断增加（1）W电=Uq（2）W电=F电scos6.电容器：QQ（1）cU{（2）Cs4kd7.电荷以初速度为零先进入加速电场U1再进入偏转电场U2：（1）水平侧移技术水平距离即竖直方向位移：U2y2l4U1d（2）：tanU2l2Ud18.带电粒子在电场中的位移：（1）粒子穿过电场的时间：tLv0（2）在磁场中的加速度：aUqmd（3）搬回电场时的侧移距离：y12at2（4）离开电场时的速度偏向角：tanvyatvxv0二．基本规律1.电荷守恒定律a.带同种电荷的相同两球先接触后再分开，则两球各带总电荷量的一半b.带异种电荷的相同两球先之后接触后再分开，则电荷先中和再均分。
2.库仑定律条件：真空中的点电荷3.场强方向：规定：把正电荷受力的方向规定为场强方向4.电场线：（1）不相交、不相切，不闭合（2）密的地方场强大，疏的地方场强弱（3）某点的强场方向与该点的切线方向一致5.等势线：（1）与电场线垂直（2）在等势线上移动电荷，电场力不做功（3）等势线密的地方场强大，疏的地方场强弱6.等量这三类电荷电场分布：7.等量生化电荷电场分布：8.电容器：a.与源断开，电量Q不变；b.与电源接通电压U不变。
9.力做功：（1）电场力：仅仅决定电势能的变化。
正功，电势能减少；负功，电势能增加。
（2）重力：只决定重力势能的变化。
正功，重力势能减少；负功，重力势能增加（3）安培力：做正功电能转化为机械能，做负功机械能转化为电能。
做多少功，就转化多少能量。
（4）洛仑兹力：对运动电荷永远不够做功，始终与速度方向垂直。
高中物理选修3-1电场公式总结
【导语】学⽣在学习⾼中物理选修3-1电场内容时，要理解和领会⾼中物理电场公式的意义，充分理解索要掌握的知识点。
下⾯是⽆忧考给⼤家带来的物理选修3-1电场公式总结，希望对你有帮助。
物理选修3-1电场公式 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中) {F:点电荷间的作⽤⼒(N)，k:静电⼒常量k=9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，⽅向在它们的连线上，作⽤⼒与反作⽤⼒，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E=F/q(定义式、计算式) {E:电场强度(N/C)，是⽮量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r：源电荷到该位置的距离(m)，Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强⽅向的距离(m)｝ 6.电场⼒：F=qE{F:电场⼒(N)，q:受到电场⼒的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q 8.电场⼒做功：WAB=qUAB=Eqd {WAB:带电体由A到B时电场⼒所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场⼒做功与路径⽆关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强⽅向的距离(m)｝ 9.电势能：EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝ 11.电场⼒做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场⼒做功的负值) 12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平⾏板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对⾯积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数) 常见电容器 14.带电粒⼦在电场中的加速(Vo=0)：W=ΔEK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/2 15.带电粒⼦沿垂直电场⽅向以速度Vo进⼊匀强电场时的偏转(不考虑重⼒作⽤的情况下) 类平抛垂直电场⽅向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平⾏极板中：E=U/d) 运动平⾏电场⽅向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2，a=F/m=qE/m 注:(1)两个完全相同的带电⾦属⼩球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分; (2)电场线从正电荷出发终⽌于负电荷,电场线不相交,切线⽅向为场强⽅向,电场线密处场强⼤,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直; (3)常见电场的电场线分布要求熟记; (4)电场强度(⽮量)与电势(标量)均由电场本⾝决定,⽽电场⼒与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关; (5)处于静电平衡导体是个等势体,表⾯是个等势⾯,导体外表⾯附近的电场线垂直于导体表⾯，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表⾯; (6)电容单位换算：1F=106µF=1012pF; (7)电⼦伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J; (8)其它相关内容：静电屏蔽/⽰波管、⽰波器及其应⽤/等势⾯。
人教版高中物理选修3-1《32磁感应强度》课件(18张ppt)
例题
1、下列关于磁感应强度大小的说法中正
确的是（ D ）
A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强 度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力 一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受 力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场 中的通电导线受力的大小和方向无关
D．因为B =F/IL，所以某处磁感应强度的大小 与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比
3、一根导线长0.2m，通过3A的电流， 垂直放入磁场中某处受到的磁场力是 6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大 小是_____0_.；1T如果该导线的长度和电 流都减小一半，则该处的磁感应强度 的大小是_____0。.1T
如何描述磁场的强弱和方向呢?
电场 电荷q 电场力F
F/q表示电场的强弱
电场强度E
磁场 磁体 磁场力F
电流
描述磁场的强弱和方向
磁场的强弱 磁磁感场应强强度度
一、磁感应强度的方向
电场 正试探电荷的受力方向
磁场
磁小体磁或针电N极流的受力方向
物理学规定：
小磁针N极(北极)的受力方向 或小磁针静止时N极的指向， 规定为该点的磁场方向, 即磁 感应强度的方向
观察小磁针北极指向→归纳方向
问题：磁感应强度的大小能否从小磁 针受力的情况来研究?
不能.因为N极不能单独存在。 小磁针静止时所受的合力为零，因 而不能用测量N极受力的大小来确 定磁感应强度的大小
问题：磁场不仅能对磁体有作用力, 还对通电导体有作用力.能否用很小 一段通电导体来检验磁场的强弱?
高中物理 1.6电势差与电场强度的关系示范教案 新人教版选修3-1
第六节、电势差与电场强度的关系教学目标:(一知识与技能1、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系 U =Ed ,并且能够推导出这个关系式。
2、会用关系式 U =Ed 进行有关的计算。
3、理解电势与场强无直接的关系。
(二过程与方法通过推导电场强度与电势差的关系,使学生的分析能力和推理能力得到进一步培养 (三情感、态度与价值观通过从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系,使学生在遇到具体问题时要注意分析,不要武断地下结论,使学生养成多角度多方面看问题的学习品质。
教学重点U =Ed 及其成立条件。
教学难点电势与场强无直接的关系 ;会用关系式 U =Ed 进行有关的计算。
教学方法分析归纳法。
教学用具:多媒体辅助教学设备教学过程(一引入新课[提问]你学过哪些描述电场性质的物理量?[学生答]电场的两大性质:①力的性质,由电场强度描述,可用电场线形象表示;②能的性质:由电势、电势差描述,可用等势面形象表示。
[提问]等势面有哪些特点?[学生答]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任两个等势面不相交。
[过渡]既然场强、电势、电势差都描述电场的性质,它们之间一定存在关系、什么关系呢?下面我们就来推导它们间的关系。
(二进行新课1、电场强度与电势的关系教师:场强与电势差也无直接关系吗?如何进行讨论呢?[学生思考后分析]可仍从电场的等势面和电场线的分布图讨论:等势面上, 每相邻两个等势面间距表示它们间的电势差, 故可用等势面的疏密来表示电势差 . 由图知,电场线密处,等势面也密,即场强大处,电势差也大 .教师:场强与电势差有何定量关系?引导学生讨论在匀强电场中它们间的关系 . 右图是一个匀强电场,场强大小为E , A 、 B 是沿电场方向上的两点, 其电势差为 U , 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?(1 W =Fd =qEd(2 W =qU即得:U =Ed 或 E=U /d若 A 、 B 不在同一条电场线上:如右图根据电势差的定义式,得U AB =B A E q B A qE q W AB '⋅='⋅= 用 d 表示 A 、 B 在场强方向上的距离AB ′,则上式可写为:U AB =Ed师生互动,得出总结结论: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。
高中物理 1-3电场 电场强度和电场线课件 教科版选修3-1
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1
精彩回眸
通过对库仑定律的学习，同学们知道了两个相隔一定距离的电 荷之间有相互作用力．这种相互作用力与手推车的推力、绳拉 船的拉力、滑块在桌面滑动受到的摩擦力不同：后者都存在于 直接接触的物体之间，而电荷之间的相互作用力却可以发生在 两个相隔一定距离的物体之间．这到底是为什么？ 请大家首先考虑下面的问题．
(2)E＝Fq是场强的定义式，E 与 F 和 q 均无关 ，而是由 场源电荷 决定的． (3)场强从 力的角度描述电场的性质． (4)电场强度必须说明哪一个 位置 ，不同 位置场强往往 不同 ．
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7
三、点电荷的电场、匀强电场、电场的叠加
1．真空中点电荷周围的场强
在真空中点电荷 Q 的电场中，在距 Q 为 r 的 P 点引入试探电
荷 q，q 所受的库仑力 F＝kQr2q，由电场强度的定义 E＝Fq可得
E＝kQr2.
Q
(1)大小：E＝ kr2 .
(2)方向：Q 为正电荷时，E 的方向由 Q 指向 P ；Q 是负电荷
时，E 的方向由 P 指向 Q.
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8
2．匀强电场：电场中各点的场强的 大小和方向 都处处相同 的电场． 3．电场强度的叠加：如果场源电荷不只是一个点电荷，则电 场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强 度的 矢量和．
等大同向
等大反向
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2．电场线与运动轨迹 电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线，曲线上某点的 切线方向规定为该点的场强方向，也是该点正电荷产生加速度 的方向；而运动轨迹是带电粒子在电场中运动的径迹，径迹上 每点的切线方向是粒子的速度方向．速度方向和加速度方向不 是一回事，二者不一定相同，因此不能将电场线和运动轨迹混 为一谈．只有下列几种情况同时具备时，电场线才和运动轨迹 重合：①电场线是直线；②仅受电场力作用；③初速度为零或 与电场线平行．
高中人教版物理选修3-1课时分层作业第一章静电场核心归纳整合
核心归纳整合一、电场的力的性质描述1.电场强度的三个表达式:公式E=E=k E=适用范围任何电场真空中点电荷的电场匀强电场说明定义式,q为试探电荷点电荷电场强度的决定式,Q为场源电荷,E表示跟场源电荷相距r处的电场强度d为沿电场方向上电势差为U的两点间的距离2.电场线“疏”“密”和方向的意义:(1)电场线的“疏”和“密”描述电场的弱和强。
(2)电场线的切线方向为该点的电场强度方向。
3.电场强度的叠加:某空间若同时存在多个点电荷,则它们将在该空间各自产生一个电场,该空间某点的电场强度就等于各个点电荷在该点产生的电场强度的矢量和,遵循平行四边形定则。
对点训练1.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。
球1的带电荷量为q,球2的带电荷量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F。
现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变。
由此可知( )A.n=3B.n=4C.n=5D.n=6【解析】选D。
由于各球之间距离远大于小球的直径,小球带电时可视为点电荷。
由库仑定律F=k知两点电荷间距离不变时,相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比。
又由于三小球相同,则接触时平分总电荷量,故有F=q·nq=·,解得n=6,D正确。
2.如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。
小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。
设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则( )A.a、b的电荷同号,k=B.a、b的电荷异号,k=C.a、b的电荷同号,k=D.a、b的电荷异号,k=【解析】选D。
若a、b带同种电荷,在c点的合场强的方向不可能在水平方向上,因此a、b应带异种电荷,如图。
×=解得=,D正确。
3.如图所示,以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f。
人教版物理选修3-1 1.6 电势差与电场强度的关系
1.6 电势差与电场强度的关系一电势差与电场强度的关系1.公式 U=Ed 推导如图所示，匀强电场中，正电荷 q 在静电力作用下从 A 点沿电场方向移动到 B 点，A、B 间距离为 d ，电势差为 U AB，场强为 E 。
把正电荷 q 从 A 点移到 B 点时，静电力 qE 所做的功为 W=qEd 。
利用电势差和做功的关系，这个功又可表示 W=qU AB，比较这两个式子，可得 W=qEd=qU AB，得到公式 U=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.使用条件：此公式只适用于匀强电场。
4.对公式 U=Ed 的理解（1）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的距离，亦为电场中的两点所在的等势面的垂直距离。
可以定性分析某些问题。
例如，等差（2）对于非匀强电场，用公式 E=Ud等势面 E 越大， d 越小，因此可以断定等差等势面越密的地方电场强度越大。
如图所示，在点电荷的电场中有 A、B、C 三点，AB=BC ，要求比较 U AB与 U BC的大小时，可以利即 U=Ed 定性说明。
AB 段电场强度 E AB比BC 段的电场强度 E BC大，故|U AB|＞ |U BC|.用 E=Ud(3)跨步电压：地下电缆漏电、高压电线断裂后触地等情况，都会在地面上形成以漏点处为圆心的辐射状电场，沿电场方向任意两点之间就会有电势差。
若有人处在其中，在人沿远离漏点处跨步逃离的情况下，两脚间就有一电压，即“跨步电压”，人就会触电。
人若不动就不会触电，若要逃离的话，就要采用袋鼠式走动的方式，即用跳跃的方式逃离，就可以避免“跨步电压”。
二电场强度的另一种描述1.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间沿电场强度方向距离的比值。
2.公式：E=Ud3.大小：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。