2023年人教版 高中物理选修31 1.6电势差与电场强度的关系 精品讲义.pdf

第 1 章 静电场 第 6 节 电势差与电场强度的关系 本节教材分析 一、三维目标（一）知识与能力目标：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。3、通过分析寻找物理量之间在内在联系，培养学生分析推理能力。（二）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、学生利用学过的知识分析推理，在教师的指导下 总结应用辩析。（三）情感目标 1、从不同 的角度认识电场，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。二、教学重点 对 U=Ed的推导和理解(尤其是成立条件的理解).三、教学难点 对电势与场强无直接关系的理解.四、教学建议 教学过程中建议教师首先强调电场强度和电势分别是描述电场这一事物的不同特性的物理量，然后在把电场强度和电势依附于电场的基础上，借助于电场 力移动电荷做功而导致电势能的改变这一动态过程，导出电势差与电场强度间的关系，最后又通过分析、运用等环节，帮助学生深刻的体会所建立起来的关系的物理含义，较好的达成教学目标。新课导入设计 导入一 复习提问 1、我们已经学过哪些描述电场性质的物理量？电场的两大性质：力的性质，由电场强度描述，可用电场线形象表示；能的性质：由电势、电势差描述，可用等势面形象表示。2、等势面有哪些特点？等势面的特点：沿等势面移动电荷电场力不做功；等势面与电场线垂直，且电场线从高电势指向低电势；任两个等势面不相交。既然场强、电势、电势差都描述电场的性质，它们之间一定存在关系、什么关系呢？下面我们就来推导它们间的关系间的关系。导入二 引入：出示图片：分析：场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强电场场为例来研究 新课教学:1、电场强度与电势的关系 学生讨论（1）电场强度大的地方电势是否一定高？反之？（2）电场强度为零的点电势一定为零吗？反之？E的值是客观存在的，而电势的值与零电势点选取有关，所以上述问题不可能有肯定答复。那一般地，规定了无穷远处为零电势点，上述问题如何？以正点电荷电场的例子分析（1）：A点比 B点所在处电场线密，EAEB 而沿电场线方向电势逐渐降低 BA 故E大处一定高。以负点电荷的电场为例进行分析。由图可知：ECED 而DC 反之，学生由以上两例分析得：高处E也不一定大。总结，投影结论 E大处不一定高，高处E也不一定大。对（2）的分析可从等量同种、异种点电荷分析 等量同种点电荷连线中点：根据场强的叠加，此点E=0，而选取一条无限接近该点的电场线可知：沿电场线方向电势降低，至无穷远处为 0，则该点0.等量异种点电荷连线中点：由图知，两点电荷连线的中垂线为一等势面而伸向无穷远，此点=0，而由图可得，此点E0.总结：E为零处不一定为零，为零处E不一定为零.结论：场强与电势无直接关系.2、电场强度与电势差的关系.引导学生讨论在匀强电场中它们间的关系.学生推导、板演 根据电势差的定义式，得 UAB=BAEqBAqEqWAB 用d表示A、B在场强方向上的距离AB，则上式可写为：UAB=Ed 上式是在匀强电场中推出的，它不适用于非匀强电场 问题由UAB=Ed，得到：dUEAB，这个式子表示什么含义？从式子中可看出E的 单位是什么？在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差。由dUEAB，可得E的单位为 V/m，即 1 V/m=1 N/C。引导学生推导1 V/m=1 N/C 1 V/m=CN 1mCJ 1msAJ 1 小结：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。巩固练习：电场强度与电势差关系式的应用 1、如图，在匀强电场中的M、N两点距离为 2 cm，两点间的电势差为 5 V，M、N连线与场强方向成 60角，则此电场的电场强度多大？2、如图所示，在场强为E4.0 103 N/C 的匀强电场中有相距 5.cm 的A、B两点，两点连线与电场强度成 30角。求A、B两点间的电势差。电场知识的综合应用 3、图中，A、B、C三点都在匀强电场中，已知ACBC，ABC=60，BC20 cm.把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B，静电力做功为零；从B移到C，静电力做功为31073.1J，则该匀强电场的场强大小和方向是 A.865 V/m，垂直AC向左 B.865 V/m，垂直AC向右 C.1000 V/m，垂直AB斜向上 D.1000 V/m，垂直AB斜向下 作业：课本课后问题与练习 1、2、3、4 板书设计：1、电场强度与电势的关系 场强与电势无直接关系.2、电场强度与电势差的关系：UAB=Ed 或 dUEAB 只适用于匀强电场 d：沿电场方向的距离