《电势差和电场强度的关系》教学设计

精品文档电势差和电场强度的关系教学设计电势差和电场强度的关系教学设计【教材分析】本节是电场力做功的一个应用，本节内容起一个桥梁、纽带的作用，将电场的两大性质联系起来。从而进一步理解“位置和电势的关系”前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节内容是研究电势差与电场强度的关系，注意电场强度是描述电场力的性质，电势是描述电场能的性质、电势差是跟电场力移动电荷做功相互联系，电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的内部逻辑教师在讲解时需要把握其内部联系【教学目标】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,并能推导出这个关系式；2、会用关系式U=Ed进行计算；3、通过分析寻找物理量之间的内在联系, 培养学生分析 , 推理能力过程与方法1、教师通过问题教学法 , 启发引导学生分析推理；2、学生利用学生学过的知识分析推理, 在教师指导下2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创1/10精品文档总结、应用、辩析情感态度价值观1、从不同角度认识场强, 使学生多角度多方面看问题；2、通过公式U=Ed 的推导 , 使学生体会理解理学中推理过程的逻辑美【教学重点】1 场强方向电势降低最快的方向。2 U=E d d 为沿场强方向两点所在等势面间距离。【教学难点】关系式所反映三个物理量的内在联系及公式的定性应用【教法建议】本节课是通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系的，教学中重视启发学生联想，分析物理量之间的关系，要使学生不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确应用结论【教学过程】电势差与电场强度关系 1、复习提问： （ 1）电场中与电场力、电势能、电场力做功有关的物理量；电场强度和电势的比较2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创2/10精品文档电场强度 E电势1描述电场的力的性质描述电场的能的性质2电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场力 F 跟正点电荷电荷量q 的比值 E=F/q，E 在数值上等于单位正电荷所受的电场力电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置（零电势点）间的电势差，= /q ，在数值上等于单位正电荷所具有的电势能3矢量标量4单位： N/c;V/V（1V=1j/c ）5联系：在匀强电场中 UAB=Ed(d为 A、 B 间沿电场线方向的距离）电势沿着电场强度的方向降落2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创3/10精品文档电势与电势能比较：电势电势能1反映电场能的性质的物理量荷在电场中某点时所具有的电势能2电场中某一点的电势的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷无关电势能的大小是由点电荷q 和该点电势共同决定的3电势差却是指电场中两点间的电势之差， U= A B，取 B=0 时， A= U电势能差是指点电荷在电场中两点间的电势能之差 = A B=W，取 B=0 时， A=4电势沿电场线逐渐降低，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值某点的电势低于零者，为负值正点荷（十 q）：电势能的正负跟电势的正负相同负电荷（一 q）：电势能的正负限电势的正负相反2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创4/10精品文档5单位：伏特单位：焦耳6联系： =q， w= =qU2 、导入：电场强度是从力的角度来描述电场的，电势差是从能和功的角度来描述电场的，而力与做功之间又有密不可分的关系，那么电势差与电场强度之间一定有关系。新课教学前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越来越低，从图中可以看出沿AB、 AD、Ac方向，电势都在降低，但沿AB方向距离最短，即降低得最快，而AB方向即为场强方向，可见场强的方向是指向电势降低最快的方向。1 场强方向是指向电势降低最快的方向。我们再来研究场强和电势差的数量关系。设 AB间距离为 d，电势差为 U1，场强为 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=qU，比较这两个式子，可得 W=qEd=Uq，即 U=Ed。这就是说，在匀强电场中，沿场强2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创5/10精品文档方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。如果不是沿场强方向的呢？例如AD 两点间电势差仍为U，设AD间距离 s，与 AB夹角，将正电荷从A 移动到 D，受电场力方向水平向右，与位移夹角， 故电场力做功为W=Eqscos， scos =d，所以 W=Eqscos =Eqd。利用电势差和功的关系，W=qU，比较这两个式子可得U=Escos =Ed。 d为AB 两点间距离，也是AB所在等势面间距离或者可以说是AD两点间距离s 在场强方向的投影。2 U=Ed。 U 为两点间电压， E 为场强， d 为两点间距离在场强方向的投影。3 由 U=Ed，得 E=U/d，可得场强的另一个单位： V/ 。所以场强的两个单位伏/ 米，牛 / 库是相等的。注意：此公式只适用于匀强场。（三）例题精讲【例 1】匀强电场 E=200N/c，UAc=5V，AB间距离多少？【例 2】匀强电场电场线与 Ac 平行，把 10c 的负电荷从 A 移至 B 的电场力，做功 6 10j ， AB 长 6c，求：（ 1）场强方向；（2）设 B 处电势为1V，则 A 处电势为多少？（3）场强为多少？电子在A 点电势能为多少？2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创6/10精品文档解（ 1）将负电荷从A 移至 B，电场力做正功，所以所受电场力方向沿A 至 c，又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向应为c 至 A 方向。（ 2）由 W=qUU=W/q=6 10j/10c=6V即 AB两点间电势差为6V。沿电场线方向电势降低，B 点电势高于A 点电势。U=UB-UA， UB=1V，UA=UB-U， UA=1V-6V=-5V，即 A 点的电势-5V 。（ 3）由 B 向 Ac 做垂线交于 D， D 与 B 在同一等势面上。（ 4）电子在 A 点的电势能 E=qU=（ -e ）（ -5V） =5eV（注：计算电势能时要带号运算。）【例 3】一个 10-5c 的电荷从电场外移到电场内一点A，外力克服电场力做功0.006j ，则 A 点电势为多少？如果此电荷从电场外移到电场内另一点 B 时，电场力做功是 0.002j ，则 AB两点间电势差 UAB为多少？如果有另一个电量是 0.2c 的负电荷从 A 移到 B，则电场力做正功还是负功，大小是多少？解（ 1）正电荷在场外时电势能、电势均为零，从场外移至 A 点电场力做负功，所以电势能增加，即在 A 点正电荷具有的电势能为正， A 点的电势也为正，又因为 W=qUA，所以 UA W/q 0.006j/10-5c 6 102V，U 0，UA2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创7/10精品文档UA-U， UA 6102V（ 2） W qUAB， UABW/q 0.002j/10-5c 2 102V。（ 3）将 10 5c 的正电荷从 A 移至 B 时电场力做正功，如果将负电荷从 A 移到 B，负电荷所受电场力方向与正电荷所受电场力方向相反，电场力对正电荷做正功，对负电荷做功为负，大小为 W=qUAB=0.2c2 102V=40j例 4某电场的电场线（实线）和等势线（虚线）分布如图所示， 过、两点的等势线的电势分别是=40V， =20V。那么、连线中点的电势为（）、等于 V；、大于 V；、小于 V；、条件不足，无法判断。课堂小结场强表示单位电量的电荷所受的电场力，而电场中两点间的电势差表示单位电量的电荷在这两点间移动时电场力所做功的大小，由于力和功是互相联系的，所以场强与电势差之间存在着必然的联系在非匀强电场中，电势差与场强的关系要复杂的多，但是电场中两点间距离越小时的电势差越大，则该处场强就越大只能是定性判断2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创8/10精品文档布置作业练习做在作业本上。【板书设计】一、电场强度与电势差的不同之处、物理意义不同：电场强度描述电场力的特征，电势差描述电场能的特征；、是矢量，是标量；、表达式不同：/q， U=W/q；、单位不同：为/，U为V二、场强强度与电势差的联系。、在匀强电场中/d、电场中，电势降落最快的方向为电场强度的方向；、在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。【设计说明】1 学习本节课学生易犯的一个错误是把电势高低与场强大小直接联系起来，认为电场中某点电势高（低）电场强度就大（小） 。因此，我们在引入课题时要正确强调讨论电势差和场强的关系，并且在一开始先指出这两个概念的不同之处。2 在引导学生推导关系的过程中，要注意让学生仔细体会推导思路，物理意义：从力的角度计算功是W=qEd，从2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创9/10精品文档能的角度来计算是W=qU。3要使学生明确公式U=Ed的使用条件是：匀强电场，且沿着场强方向。【教学后记】1、这节课的重点就在公式的理解，特别是在d 不在场强方向时如何处理。2 、在讲解时特别要把握好电场强度与电势差的关系、电场力做功与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的内部逻辑，但也不要指望学生在一节课就解决所有问题。2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创10/10