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1、1.6 电势差与电场强度的关系（上课前教案）城南中学岑香珍【教材分析】本节内容主要是研究电势差与电场强度之间的关系，电势差与电场强度是本章重要的概念，它们分别描述了电场的两大性质：能的性质和力的性质，前者是标量，后者是矢量，但通过静电力做功在两者之间建立了联系，因此本节内容起一个桥梁、纽带的作用，将电场的两大性质联系了起来。在教学过程中，对于非匀强电场，只要求学生定性了解电势差与电场强度的关系；对于匀强电场，也只要求学生了解它们的定量关系式即可。【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，并能推导这个关系式。2会用U=Ed进行有关计算，明确d的含义。3定性把握非
2、匀强电场中电势差与电场强度的关系。（二）过程与方法1通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力。2学生利用学过的知识分析推理、启发引导、分析推理，在教师的指导下总结应用。3. 通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系。（三）情感态度与价值观1从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养对物理学科的兴趣、坚定思考探索物理的的信念，让学生学会多角度多方面看问题。2通过公式的推导，让学生体会到物理中推理过程的逻辑美，领略物理方法的奥妙，体会物理科学的力量。【教学重点】1对匀强电场中电势差与电场强度的关系UEd的理解。2场
3、强方向是电势降低最快的方向。【教学难点】1非匀强电场中，对电势差与电场强度的定性比较。2用关系式UEd进行有关计算【学情分析】本班是理科尖子班，学生基础扎实，前面已经学过了电场强度、电场力、电势差以及电场力所做的功，两种求电场力的功的方法学生也相对比较熟悉，本节课主要是公式的使用条件以及应用，所以对于这节课的教学，首先让学生自己利用在匀强电场中移动电荷时电场力做功的两种计算方法动手推导，建立起电势差与电场强度间的关系，然后再利用所建立起来的关系解决相关的问题，以达到帮助学生确认与理解上述关系的目的。【教学方法】学生自主探究、小组讨论的启发式综合教学法【教学过程】一、复习旧知，引入新课1电场强度
4、：放入电场中某点的电荷所受的静电力跟它的电量的比值，叫做该点的电场强度。2电势差的概念：电场中两点间电势的差值叫做电势差。3静电力功的两种计算方法：（1）W = F l COS（2）问题：既然电场强度、电势差都可以描述电场，那么两者之间有何关系？二、展示学习目标，明确学习任务1理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed，并能推导这个关系式。2会用U=Ed进行有关计算，明确d的含义。3定性把握非匀强电场中电势差与电场强度的关系。三、新课教学（一）、匀强电场中电势差与电场强度的关系（教学设想：让学生阅读教材相关内容，自己完成多媒体所展示的内容，学会亲自推导，了解该关系的来龙去脉，使学生在获取知识
5、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。）1、如图所示，匀强电场中A、B两点的电势差为，一试探电荷q从电场中A点移动到B点，求：静电力做的功W为多少？通过提问学生，得出以下结论： 2、如图所示，匀强电场的电场强度为E，电荷q从A点移动到B点，求：静电力做的功W为多少？（由学生自己推导，教师巡视，解答学生在推导过程中可能存在的一些疑问。）抽一个学生到黑板上展示他的推导过程，得到以下结论：q所受的静电力是：因为匀强电场中电场强度E处处相等，所以电荷q所受的静电力F是一个恒力，静电力做的功W为：3、比较功的两个计算结果，可以得到： 即：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电
6、场方向的距离的乖积。（二）、思考与讨论上面讨论中A、B两点位于同一条电场线上。如果它们不在同一条电场线上，如图所示，还能得出以上结论吗？试试看。（教学设想：让学生充分进行分组讨论，各抒己见，最后引导学生得到正确结论。）设与电场强度的夹角为。AB间沿着电场线的距离为d，则电荷q从A点移到B点静电力所做的功W： 从力的角度，qElcos=qEd 从能的角度，qUAB由上两式得：qEd=qUAB因此，当代表A、B两点沿电场线的距离时，也能得出（三）、电场强度与电势差的关系也可以写作它的意义是：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，电场强度在数值上等于
7、沿电场方向每单位距离上降低的电势。也可以理解为：在匀强电场中，相互平行且距离相等的两点间的电势差相等。由上式还可以得到电场强度的另一个单位：伏特每米（V/m）。因此，这个单位与前面学过的单位牛顿每库仑（N/C）相同。（四）、注意事项1、上式的适用条件：匀强电场；2、d为匀强电场中两点沿电场线方向的距离（或者说等势面间的距离）。3、电场强度与电势的方向关系：由下图可知，电荷沿AB、AC、AD路径电势均降落且相等，其中AB路径电势降落得最快，即单位长度上的电势差最大。由此可知，电势差降落得最快的方向是电场强度的方向。4、电场强度与电势无直接关系电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为不为零取决于电
8、势零点。如：处于静电平衡的导体内部场强为零，电势相等，是一个等势体，若不选它为电势零点，导体上电势就不为零。若选它为电势零点，则导体电势就为零。（结合说一说）电势为零的地方电场强度不一定为零。如：点电荷产生的电场中某点定为电势零点，但该点电场强度不为零，无穷远处场强和电势都可认为是零。电场强度相等的地方电势不一定相等，如在匀强电场中场强相等，但各点电势不等。而处于静电平衡的导体内部场强为零，处处相等，电势也相等。电势相等的地方电场强度不一定相等。如在等量的异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂面是一个等势面，但场强不相等。而处于静电平衡的导体内部场强为零，处处相等，电势也相等（五）、问题与练习（教
9、学设想：通过以下的一组练习题，让同学们进一步理解匀强电场中两点间的电势差与电场强度的关系。）例1、匀强电场的电场线与AC平行，把108C的负电荷从A移至B，静电力做功6108J， AB长6cm，求：（1）电场强度的方向；（2）设B处电势为1V，则A处电势为多少？（3）电场强度的大小是多少？例2、两块带电的平行金属板相距10cm，两板之间的电势差为。在两板间与两板等距离处有一粒尘埃，带有的电荷。这粒尘埃受到的静电力是多大？这粒尘埃在静电力的作用下运动到带正电的金属板，静电力所做的功是多少？例3、带有等量异号电荷、相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场（如图），电场强度，方向向下。电场中C点
10、距B板3cm，D点距A板2cm。（1）C、D两点哪点电势高？两点的电势差等于多少？（2）如果令B板接地（即电势），则C和D的电势和各是多少？如果令A板接地，则和各是多少？在这两种情况中，相同吗？（3）一个电子从C点移动到D点，静电力做多少功？如果使电子先移到E点，再移到D点，静电力做的功是否会发生变化？（六）灵活应用（通过本题，开拓学生思路，培养学生应用知识处理问题的灵活性）如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中的实线表示电场线，虚线表示过a、b两点的等势面，电势分别是，,那么、连线中点的电势为（ ）A BC D上述情况都有可能本题小结：适用于匀强电场的计算，但对于某些非匀强电场的问题，可以进行定性的分析。（七）课堂小结（教学设想：对本节内容要点进行概括，并引导学生概括场强三公式、对比其适用条件。）四、课后作业1、完成问题与练习： 1、2、3、4。2、阅读教材内容【板书设计】1.6电势差与电场强度的关系分析推导：或1. 适用条件：（1）E为匀强电场；（2）d为匀强电场中两点沿电场线方向的距离（或者说等势面间的距离）。2、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，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。两个相同的单位：V/m、N/C。4方向关系：电场中，电场强度的方向就是电势降落最快的方向第 6页共6页