课程基本信息
课例编号
2020QJ11WLRJ011
学科
物理
年级
高二
学期
上学期
课题
电势差与电场强度的关系
教科书
书名：物理必修（第三册）
出版社：人民教育出版社
出版日期：2019
年
4
月
学生信息
姓名
学校
班级
学号
课后练习
1.
空气是不导电的。但是如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的方向相反的静电力很大，以至于分子破碎，空气中出现可以自由移动的电荷，空气就变成了导体。这个现象叫作空气的“击穿”。
一次实验中，电压为
4×104
V
的直流电源的两极连在一对平行金属板上，如果把两金属板的距离减小到1.3
cm，两板之间就会放电。这次实验中空气被击穿时的电场强度是多少？
2.
带有等量异种电荷、相距10
cm
的平行板A和B之间有匀强电场，电场强度E为
2×104
V/m，方向向下。电场中C点距B板3
cm，D点距A板
2
cm。
（1）C、D两点哪点电势高？两点的电势差UCD
等于多少？
（2）如果把B板接地，则C点和D点的电势φC和φD各是多少？如果把A板接地，则φC和φD各是多少？在这两种情况中，UCD
相同吗？
（3）一个电子从C点移动到D点，静电力做多少功？如果使电子从C点先移到P点，再移到D点，静电力做的功是否会发生变化？
3.
图是某初中地理教科书中的等高线图（图中数字的单位是米）。小山坡的左边
a和右边
b，哪一边的地势更陡些？如果把一个球分别从山坡左右两边滚下（把山坡的两边看成两个斜面，不考虑摩擦等阻碍），哪边的加速度更大？
现在把该图看成一个描述电势高低的等势线图，图中的单位是伏特，a
和
b
哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？
请完成下列问题，如图，正电荷电场中的一条电场线上有A、B、C三点，AB=BC。
1）比较A与B间、B与C间电势差的大小UAB___UBC。
2）若要UAB=UBC，则lAB__lBC。
3）按相邻等势面间电势差大小相等的要求，画出正电荷周围的等势面分布。
答案：
1.
3.1×106
V/m
2.
（1）D点，-
1000
V
；（2）B板接地时φC＝600
V、φD＝1600
V，A板接地时φC＝-1400
V、φD＝-
400
V，相同；（3）1.6×10-16
J，不会变化
3.
b边；b边；b边；b边
4.
（1）>；（2）<；（3）如图课程基本信息
课例编号
2020QJ11WLRJ011
学科
物理
年级
高二
学期
上学期
课题
电势差与电场强度的关系
教科书
书名：物理必修（第三册）
出版社：人民教育出版社
出版日期：2019
年
4
月
学生信息
姓名
学校
班级
学号
学习目标
1、经历探究匀强电场中电势差与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。
3、发展学科核心素养，训练思维能力。
课前学习任务
1、复习本章前两节的内容，掌握电势、电势差、电势能、电场力做功。
2、预习第3节
电势差与电场强度的关系。
课上学习任务
【学习任务一】
1.图中显示的是正点电荷周围的电场线和等势面的空间分布，其中两个相邻的等势面间的电势差是相等的。仔细观察电场线和等差等势线的疏密程度存在什么样的对应关系？
2.电场线和等差等势线的疏密对应关系揭示了哪两个物理量之间存在一定的关系？依据是什么？
【学习任务二】理论探究电势差与电场强度的关系：如图所示，匀强电场中的A、B两点不在电场线上，设它们之间的距离为l，它们之间沿电场线方向的距离为d，则以上结论UAB=Ed还成立吗？请同学们尝试进行论证。
【学习任务三】任意电场中的电势差与电场强度的关系显然要复杂一些，运用微元法的思想可以做怎样简单的处理？
【学习任务四】
1.由U=Ed变形得到E=U/d,电场强度的单位可以是什么？
2.如何证明电场强度的两个单位是相等的？
3.如何根据变形式来理解电场强度这个物理量？
4.运用变形式怎样解释电场线密的地方等差等势面也密？
5.类比a=Δv/Δt，加速度描述的是速度随时间的变化快慢，加速度是速度对时间的变化率。则E=U/d可以怎么理解？
6.电场强度的方向可以怎么理解？
请完成下列问题。如图，图中虚线为等势线，B、C、D三点位于同一等势线上。
问题1：比较A与B、A与C、A与D间电势差的大小UAB___UAC___UAD。
问题2：电势沿AB、AC、AD三条线哪一个降落最快？______。
问题3：电势降落最快的方向与电场强度的方向是什么关系？
等势线与等高线的再类比：见教材P37。
【学习任务五】例题。如图所示，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给两金属板加200V直流电压。
（1）求带电粒子所受的静电力的大小。
（2）求带电粒子从M板由静止开始运动到N板时的速度。
（3）如果两金属板距离增大为原来的2倍，其他条件不变，则上述问题（1）（2）的答案又如何？
【学习任务六】例题的思考与讨论。下面继续来思考一个问题。上述例题中，M、N
是两块平行金属板，两板间的电场是匀强电场。如果
M、N
是其他形状，中间的电场不再均匀，例题中的三个问题还有确定答案吗？为什么？
推荐的学习资源
可以上网搜素等势线描绘的实验。
