《電勢差和電場強度的關系》教學設計

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1、 ﹡精品文檔﹡ 《電勢差和電場強度的關系》教學設計 《電勢差和電場強度的關系》教學設計 【教材分析】 本節(jié)是電場力做功的一個應用，本節(jié)內容起一個橋梁、紐帶的作用，將電場的兩大性質聯(lián)系起來。從而進一步理解“位置和電勢的關系” 前面幾節(jié)的內容是研究描述電場的各個物理量，本節(jié)內容是研究電勢差與電場強度的關系，注意電場強度是描述電場力的性質，電勢是描述電場能的性質、電勢差是跟電場力移動電荷做功相互聯(lián)系，電場強度與電勢差的關系、電場力與電勢能的變化之間的關系，這兩個關系之間的內部邏輯．教師在講解時需要把握其內部聯(lián)系． 【教學目標】 ㈠知

2、識與技能 1、理解勻強電場中電勢差與電場強度的關系 U=Ed, 并能推導出這個關系式； 2、會用關系式 U=Ed進行計算； 3、通過分析尋找物理量之間的內在聯(lián)系 , 培養(yǎng)學生分 析 , 推理能力． ㈡過程與方法 1、教師通過問題教學法 , 啟發(fā)引導學生分析推理； 2、學生利用學生學過的知識分析推理 , 在教師指導下 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨家原創(chuàng) 1/10 ﹡精品文檔﹡ 總結、應用、辯析． ㈢情感態(tài)度價值觀 1、從不

3、同角度認識場強 , 使學生多角度多方面看問 題； 2、通過公式 U=Ed 的推導 , 使學生體會理解理學中推 理過程的邏輯美． 【教學重點】 1 ．場強方向——電勢降低最快的方向。 2 ．U=E d—— d 為沿場強方向兩點所在等勢面間距離。 【教學難點】 關系式所反映三個物理量的內在聯(lián)系及公式的定性應 用． 【教法建議】 本節(jié)課是通過分析推理得出勻強電場的電勢差與電場強度之間的關系的，教學中重視啟發(fā)學生聯(lián)想，分析物理量之間的關系，要使學生不僅知道結論，并會推導得出結論，在一定的條件下正確

4、應用結論． 【教學過程】 電勢差與電場強度關系 ㈠ 1、復習提問： （ 1）電場中與電場力、電勢能、電場力做功有關的物理量； ①電場強度和電勢的比較 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨家原創(chuàng) 2/10 ﹡精品文檔﹡ 電場強度 E 電勢φ 1 描述電場的力的性質 描述電場的能的性質 2 電場中某點的場強等于放在該點的正點電荷所受的電 場力 F 跟正點電荷電荷量 q 的比值 E=F/q，E 在數(shù)值上

5、等于 單位正電荷所受的電場力 電場中某點的電勢等于該點跟選定的標準位置（零電勢 點）間的電勢差，φ =ε /q ，φ在數(shù)值上等于單位正電荷所 具有的電勢能 3 矢量 標量 4 單位： N/c;V/ V （1V=1j/c ） 5 聯(lián)系：①在勻強電場中 UAB=Ed(d為 A、 B 間沿電場線方向的距離）．②電勢沿著電場強度的方向降落 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨家原創(chuàng) 3/10 ﹡精品文檔﹡

6、 ②電勢與電勢能比較： 電勢φ 電勢能ε 1 反映電場能的性質的物理量 荷在電場中某點時所具有的電勢能 2 電場中某一點的電勢φ的大小，只跟電場本身有關，跟點電荷無關 電勢能的大小是由點電荷 q 和該點電勢φ共同決定的 3 電勢差卻是指電場中兩點間的電勢之差， U=φ A－φ B，取φ B=0 時，φ A= U 電勢能差Δε是指點電荷在電場中兩點間的電勢能之差Δε =ε A－ε B=W，取ε B=0 時，ε A=Δε 4 電勢沿電場線逐漸降低

7、，取定零電勢點后，某點的電勢 高于零者，為正值．某點的電勢低于零者，為負值 正點荷（十 q）：電勢能的正負跟電勢的正負相同負電荷 （一 q）：電勢能的正負限電勢的正負相反 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨家原創(chuàng) 4/10 ﹡精品文檔﹡ 5 單位：伏特 單位：焦耳 6 聯(lián)系：ε =qφ， w=Δε =q U 2 、導入：電場強度是從力的角度來描述電場的，電勢差是從能和功的角度來描述電場的，而力與做功之間又有密不可分的關系，那么

8、電勢差與電場強度之間一定有關系。 ㈡新課教學 前面講過，沿著電場線方向，也就是沿著場強的方向， 電勢越來越低，從圖中可以看出沿  AB、 AD、Ac  方向，電勢 都在降低，但沿  AB方向距離最短，即降低得最快，而  AB方 向即為場強方向，可見場強的方向是指向電勢降低最快的方 向。 1 ．場強方向是指向電勢降低最快的方向。我們再來研究場強和電勢差的數(shù)量關系。 設 AB間距離為 d，電勢差為 U1，場強為 E。把正電荷 q 從 A 點移到 B

9、 時，電場力 qE 所做的功為 W=qEd。利用電勢差和功的關系，這個功又可求得為 W=qU，比較這兩個式子，可得 W=qEd=Uq，即 U=Ed。這就是說，在勻強電場中，沿場強 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨家原創(chuàng) 5/10 ﹡精品文檔﹡ 方向的兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積。如 果不是沿場強方向的呢？例如 AD 兩點間電勢差仍為 U，設 AD間距離 s，與 AB夾角α，將正電荷從 A 移動到 D，受電場 力方向水平向右， 與位移夾角α， 故電場力做功為 W=Eqscos

10、 α， scos α =d，所以 W=Eqscosα =Eqd。利用電勢差和功的關 系，  W=qU，比較這兩個式子可得  U=Escosα =Ed。 d  為  AB 兩 點間距離，也是  AB所在等勢面間距離或者可以說是  AD兩點 間距離  s 在場強方向的投影。 2 ．U=Ed。 U 為兩點間電壓， E 為場強， d 為兩點間距離在場強方向的投影。 3 ．由 U=Ed，得 E=U/d，可得場強的另一個單位： V/ 。

11、 所以場強的兩個單位伏 / 米，牛 / 庫是相等的。 注意：此公式只適用于勻強場。 （三）例題精講 【例 1】勻強電場 E=200N/c，UAc=5V，AB間距離多少？【例 2】勻強電場電場線與 Ac 平行，把 10c 的負電荷從 A 移至 B 的電場力，做功 6 10j ， AB 長 6c，求：（ 1）場強 方向；（2）設 B 處電勢為 1V，則 A 處電勢為多少？（ 3）場 強為多少？電子在 A 點電勢能為多少？ 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨

12、家原創(chuàng) 6/10 ﹡精品文檔﹡ 解（ 1）將負電荷從 A 移至 B，電場力做正功，所以所受 電場力方向沿 A 至 c，又因為是負電荷，場強方向與負電荷 受力方向相反，所以場強方向應為 c 至 A 方向。 （ 2）由 W=qU U=W/q=6 10j/10c=6V 即 AB兩點間電勢差為 6V。 沿電場線方向電勢降低， B 點電勢高于 A 點電勢。 U=UB-UA， UB=1V，UA=UB-U， UA=1V-6V=-5V，即 A 點的電勢 -5V 。 （ 3）由 B 向 Ac

13、做垂線交于 D， D 與 B 在同一等勢面上。 （ 4）電子在 A 點的電勢能 E=qU=（ -e ）（ -5V） =5eV （注：計算電勢能時要帶號運算。 ） 【例 3】一個 10-5c 的電荷從電場外移到電場內一點 A， 外力克服電場力做功 0.006j ，則 A 點電勢為多少？如果此電 荷從電場外移到電場內另一點 B 時，電場力做功是 0.002j ，則 AB兩點間電勢差 UAB為多少？如果有另一個電量是 0.2c 的負電荷從 A 移到 B，則電場力做正功還是負功，大小是多少？ 解（ 1）正電荷在場外時電勢能、電勢均

14、為零，從場外 移至 A 點電場力做負功，所以電勢能增加，即在 A 點正電荷具有的電勢能為正， A 點的電勢也為正，又因為 W=qUA∞，所以 UA∞＝ W/q＝ 0.006j/10-5c ＝ 6 102V，U∞＝ 0，UA∞＝ 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨家原創(chuàng) 7/10 ﹡精品文檔﹡ UA-U∞， UA＝ 6102V （ 2） W＝ qUAB， UAB＝W/q＝ 0.002j/10-5c ＝ 2 102V。 （ 3）將 10－ 5c 的正電荷從 A 移至 B 時電場力做正功，如果將負電荷

15、從 A 移到 B，負電荷所受電場力方向與正電荷所受電場力方向相反，電場力對正電荷做正功，對負電荷做 功為負，大小為 W=qUAB=0.2c2 102V=40j ［例 4］某電場的電場線（實線）和等勢線（虛線）分 布如圖所示， 過ａ、ｂ兩點的等勢線的電勢分別是φａ =40V， φｂ =20V。那么ａ、ｂ連線中點Ｃ的電勢φｃ為（ ） Ａ、等于３０ V； Ｂ、大于３０ V； Ｃ、小于３０ V； Ｄ、條件不足，無法判斷。 ㈣課堂小結 場強表示單位電量的

16、電荷所受的電場力，而電場中兩點 間的電勢差表示單位電量的電荷在這兩點間移動時電場力 所做功的大小，由于力和功是互相聯(lián)系的，所以場強與電勢 差之間存在著必然的聯(lián)系．在非勻強電場中，電勢差與場強 的關系要復雜的多，但是電場中兩點間距離越小時的電勢差 越大，則該處場強就越大．只能是定性判斷 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨家原創(chuàng) 8/10 ﹡精品文檔﹡ ㈤布置作業(yè) 練習做在作業(yè)本上。 【板書設計】 一、電場強度與電勢差的不同之處 １、物理意

17、義不同：電場強度Ｅ描述電場力的特征，電勢差Ｕ描述電場能的特征； ２、Ｅ是矢量，Ｕ是標量； ３、表達式不同：Ｅ＝Ｆ /q ， U=W/q； ４、單位不同：Ｅ為Ｖ /，U為V 二、場強強度與電勢差的聯(lián)系。 １、在勻強電場中Ｅ＝Ｕ /d ２、電場中，電勢降落最快的方向為電場強度的方向； ３、在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每 單位距離上的電勢差。 【設計說明】 1 ．學習本節(jié)課學生易犯的一個錯誤是把電勢高低與場強大小直接聯(lián)系起來，認為電場中某點電勢高（低）電場強度就大（?。?。因此，我們在

18、引入課題時要正確強調討論電勢差和場強的關系，并且在一開始先指出這兩個概念的不同之處。 2 ．在引導學生推導關系的過程中，要注意讓學生仔細 體會推導思路，物理意義：從力的角度計算功是W=qEd，從 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨家原創(chuàng) 9/10 ﹡精品文檔﹡ 能的角度來計算是 W==qU。 3 ．要使學生明確公式 U=Ed的使用條件是：勻強電場， 且沿著場強方向。 【教學后記】 1 、這節(jié)課的重點就在公式的理解，特別是在 d 不在場 強方向時如何處理。 2 、在講解時特別要把握好電場強度與電勢差的關系、電場力做功與電勢能的變化之間的關系，這兩個關系之間的內部邏輯，但也不要指望學生在一節(jié)課就解決所有問題。 2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導寫作 –獨家原創(chuàng) 10/10