2020屆高中物理 第6節(jié) 電勢差與電場強度的關(guān)系學(xué)案 新人教版選修3-1

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1、第6節(jié) 電勢差和電場強度的關(guān)系 學(xué)案 【預(yù)習(xí)目標】 （一）、知識與技能 1. 定性掌握電勢差與場強的關(guān)系。 2. 定量掌握勻強場中電勢差與場強的關(guān)系。 （二）、過程與方法 1．看前面知識結(jié)構(gòu)圖：復(fù)習(xí)鞏固舊知識 引出新課通過知識網(wǎng)絡(luò)圖，更加牢固地掌握的已學(xué)知識更加牢固。 2．通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢差與電場強度的關(guān)系 3．看圖探討得出一些常見結(jié)論（師生互動、探討） 【預(yù)習(xí)內(nèi)容】 一、[復(fù)習(xí)舊課] 1.電場的兩大性質(zhì)： ①力的性質(zhì)： 。 ②能的性質(zhì)：電場可用

2、 形象表示 還可用 形象表示 2.看知識結(jié)構(gòu)圖：復(fù)習(xí)鞏固舊知識 二、[學(xué)習(xí)新課]： 1．電場力的性質(zhì)：力和能是貫穿物理學(xué)的兩條主線，空間只要有電荷的存在，在它的周圍就存在 （E是客觀存在而又看不見摸不著的），電場有最基本的特性： 。可以通過電荷的受力去研究電場。 2．電場能的性質(zhì)：電場力移動電荷對電荷做功。會導(dǎo)致電勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化（因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度）做功的多少決定了能量轉(zhuǎn)化的數(shù)量。 3、推導(dǎo)電場強度和電勢差的關(guān)系 問題

3、一：若沿場強方向移動電荷 如圖：表示某一勻強電場的等勢面和電場線。沿場強方向把正電荷q由A點移動到B點 ，設(shè)A、B兩點間的距離為d，電勢差為U，場強為E。則電場力所做的功： A B E 從力的角度： Ｗ= = ① 從能的角度： Ｗ= ② 由 ① ② 兩式得: U = 　 結(jié)論：在勻強電場中，沿場強方向的兩點間的電勢差等于 4、表達式：U = 或：E = （d為 ） 在勻強電場中，場強在

4、數(shù)值上等于 5、注意：U = Ed和E = U/d的適用條件是： 6、單位關(guān)系：1V/m =1N/C 問題二：若不是沿場強方向移動電荷？ A B E α L B＇ 如圖，在勻強電場E中，有相距為L的A、B兩點，兩點連線與場強方向成α角。則A、B兩點間的電勢差為U = EL，對不對？ [解析] ：（試著推導(dǎo)） 5、電勢差和電場強度的關(guān)系的３種說法 （1）在勻強電場中兩點間的電勢差等于 ． UAB = E d （2）在勻強電場中電場強度的大小等于 E = UAB／d （

5、3）電場強度在數(shù)值上＝沿電場方向每單位距離上降低的電勢． 看圖討論：得出一些結(jié)論 （互動、探討） 問題三：電場中A、B兩點的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎？ [說明]電場中兩點間的電勢差， 類同于重力場中兩點間的高度差： 高度差Δh 跟物體運動的路徑無關(guān)，　只與A、B的位置有關(guān) 6、電勢差UAB 跟移動電荷的路徑無關(guān)，只與A、B的位置有關(guān)。 問題四： 單位長度內(nèi)，沿AB、 ABˊ 兩個方向，哪個電勢降落的快？ 7、場強E的方向是 降落最快的方向。 應(yīng)用：在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差 。 問題五

6、：非勻強電場中，等差等勢面之間的距離相等嗎？ 如點電荷的電場中的等勢面 8、結(jié)論：等差等勢面密處場強 ，等勢面疏處場強 。 請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間? 提出疑惑： 課內(nèi)探究學(xué)案： 【學(xué)習(xí)目標】 1. 定性掌握電勢差與場強的關(guān)系。 2. 定量掌握勻強場中電勢差與場強的關(guān)系。 【學(xué)習(xí)過程】 1．電場力的性質(zhì)：力和能是貫穿物理學(xué)的兩條主線，空間只要有電荷的存在，在它的周圍就存在 （E是客觀存在而又看不見摸不著的），電場有最基本的特性：

7、 。可以通過電荷的受力去研究電場。 2．電場能的性質(zhì)：電場力移動電荷對電荷做功。會導(dǎo)致電勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化（因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度）做功的多少決定了能量轉(zhuǎn)化的數(shù)量。 3、推導(dǎo)電場強度和電勢差的關(guān)系 問題一：若沿場強方向移動電荷 如圖：表示某一勻強電場的等勢面和電場線。沿場強方向把正電荷q由A點移動到B點 ，設(shè)A、B兩點間的距離為d，電勢差為U，場強為E。則電場力所做的功： A B E 從力的角度： Ｗ= = ① 從能的角度： Ｗ= ② 由 ① ② 兩式得: U =

8、 　 結(jié)論：在勻強電場中，沿場強方向的兩點間的電勢差等于 4、表達式：U = 或：E = （d為 ） 在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于 5、注意：U = Ed和E = U/d的適用條件是： 6、單位關(guān)系：1V/m =1N/C 問題二：若不是沿場強方向移動電荷？ A B E α L B＇ 如圖，在勻強電場E中，有相距為L的A、B兩點，兩點連線與場強方向成α角。則A、B兩點間的電勢差為U = EL，對不對？ [解析] ：（試著推導(dǎo)）

9、 5、電勢差和電場強度的關(guān)系的３種說法 （1）在勻強電場中兩點間的電勢差等于 ． UAB = E d （2）在勻強電場中電場強度的大小等于 E = UAB／d （3）電場強度在數(shù)值上＝沿電場方向每單位距離上降低的電勢． 看圖討論：得出一些結(jié)論 （互動、探討） 問題三：電場中A、B兩點的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎？ [說明]電場中兩點間的電勢差， 類同于重力場中兩點間的高度差： 高度差Δh 跟物體運動的路徑無關(guān)，　只與A、B的位置有關(guān) 6、電勢差UAB 跟移動電荷的路徑無關(guān)，只與

10、A、B的位置有關(guān)。 問題四： 單位長度內(nèi)，沿AB、 ABˊ 兩個方向，哪個電勢降落的快？ 7、場強E的方向是 降落最快的方向。 應(yīng)用：在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差 。 問題五：非勻強電場中，等差等勢面之間的距離相等嗎？ 如點電荷的電場中的等勢面 8、結(jié)論：等差等勢面密處場強 ，等勢面疏處場強 。 請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間? 【反思總結(jié)】 討論電勢差和電場強度方向的關(guān)系時，為了便于學(xué)生接受，可以以生活實例讓學(xué)生加強理解；在介紹平行板電容器實驗

11、裝置時，應(yīng)講清靜電計張角的大小為什么能夠表示電容器兩極板之間的電壓大小；關(guān)于恒定電場，學(xué)生知道這些就足夠了，不必分析導(dǎo)體內(nèi)電荷分布的具體情況，也不必分析電荷分布達到平衡的過程。 【當(dāng)堂檢測：】 1．下列說法正確的是 （ ） A．由公式U = Ed 得，在電場中兩點間電勢差等于場強與兩點間距離的乘積 B．由公式E = U/d得，在勻強電場中沿電場線方向上兩點間距離越大，電場強度就越小 C．在勻強電場中，任兩點間電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積 D．公式U = Ed只適用勻強電場 a b c 2、如圖，a、b、c是一條電場線上的三個點，電場線的方向由a到c, a、b間

12、的距離等于b、c間的距離。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和場強。下列哪個正確？ （ ） A.φa＞φb＞φc B. Ea＞Eb＞Ec C.φa－φb=φb－φc D. Ea=Eb=Ec 3、在電場強度為600 N/C的勻強電場中，A、B兩點相距5 cm，若A、B兩點連線是沿著電場方向時，則A、B兩點的電勢差是_____ V。若A、B兩點連線與電場方向成60°時， 則A、B兩點的電勢差是________V；若A、B兩點連線與電場方向垂直時，則A、B兩點的電勢差是_______V。 【課后練習(xí)與提高】 [練習(xí)1] 以下說法正確的是： A、 勻強電場中各處的場強相等，電勢也相等；( ) B、 場強為零的區(qū)域中，電勢處處相同； C、 沿電場線方向電場強度一定越來越??； D、 電勢降低的方向就是電場線的方向。 [練習(xí)2] 圖中實線表示電場線，虛線表示等勢面，過a.b兩點的等勢面的電勢分別為40V、20V，那么ab連線的中點的電勢值為（?。? 　A 等于30V B 大于30V C 小于30V D 無法確定 第6節(jié) 電勢差和電場強度的關(guān)系 學(xué)案 鞏固練習(xí)答案：1.D 2.B 課堂練習(xí)答案：1.B 2.C