【高中物理】高中物理教案选修3-1-1.6电势差与电场强度的关系.doc
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1、 教学设计:高中课程标准.物理(人教版)选修3-1 主 备 人:陈卫东 学科长审查签名:1.6电势差与电场强度的关系(一)内容及解析1、内容:本节主要介绍电势差与电场强度的关系。2、解析:这一节主要使学生知道在匀强电场中,两点的电势差等于场强与沿电场强度方向两点间的距离d的乘积,即U=Ed。(二)目标及其解析 1.知道在匀强电场中,两点的电势差等于场强与沿电场强度方向两点间的距离d的乘积,即U=Ed.2.知道电场强度的单位V/m与N/C是相等的.3.知道电势与电场无直接关系.思考题1:W(功)与F(力)有关吗?思考题2:公式U=Ed的适用条件是什么?(三)教学问题诊断分析学生很难知道在匀强电场
2、中,电场强度的大小等于沿电场强度方向单位距离上的电势差,即E=U/d.(四)、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习,帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍,本节课要对公式U=Ed进行反复讲解练习。(五)、教学过程设计1、教学基本流程复习电场强度和电势差电势差与电场强度的关系练习、小结2、教学情景问题1.本节以什么电场为例讨论电场强度和电势差的关系?问题2.在推导U与E的关系中用到的相关知识有哪些?问题3.你认为课本中加着重号的那段话哪部分值得深究?问题4.电势与电场有必然的大小关系吗?例题1. 如图所示,在场强为E4.0103 N/C的匀强电场中有相距5.cm的A、B两点,两点连线与
3、场强成30角.求A、B两点间的电势差.解析:A、B连线不沿场强方向,不能直接用公式U计算A、B两点间的电势差.根据匀强电场的等势面是与场强方向垂直的平面这一性质,可过B点作一等势面,在等势面上找一点B,使A、B的连线沿场强方向,求即可.过B点作一垂直于电场线的平面即等势面,过A点作电场线的平行线,二者交于B点,如图,显然. N/C=1.7102 N/C说明:用本节的两个公式解题一定要注意适用条件,还要注意必须使用国际单位.通过此题可以看出场强方向是电势降落最快的方向,即是通过相同距离电势降落最大的方向.这个结论对非匀强电场也成立.例题2. 图中 ,A、B、C三点都在匀强电场中,已知ACBC,A
4、BC=60,BC20 cm.把一个电量q=105 C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为1.73103 J,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斜向下解析:把电荷q从A移到B电场力不做功,说明A、B两点在同一等势面上.因该电场为匀强电场,等势面应为平面,故图中直线AB即为等势线,场强方向应垂直于等势面,可见,选项A、B不正确. V=173 V,B点电势比C点低173 V,因电场线指向电势降低的方向,所以场强方向必垂直于AB斜向下.场强大小=
5、V/m=1000 V/m.选项D正确.说明:本题涉及到较多的知识点,如电场线、等势面、电场力的功、电势差、场强与电势差的关系,等等.解题时要把握准特点,如等势面的特点:在等势面上移动电荷不做功、匀强电场的等势面是一族平面、电场线与等势面垂直等;搞清楚关系,如电场线与等势面的关系、场强与电势差的关系、电场力的功与电势差的关系等.对这些知识及其内在联系的学习和理解,是解决复杂问题的基础.三、目标检测1.匀强电场中电势差与电场强度的关系:沿场强方向的两点间的电势差等于 即U ,上式可以改写成E .它表明:在匀强电场中,场强在数值上等于 .2.如图所示已知一匀强电场中任意两点AB的距离为l, AB连线
6、与电场线的夹角为,AB间的电势差为U,则E= .3. 电场强度的单位: 或 ,两者有 关系.4. 电势为零处场强就为零吗?电势越高场强就越大吗?配餐作业从下列三组题中任意选择两组题完成,建议选择AB或BCA组题1.沿着电场线方向( )A.电场强度一定越来越大B.在电场力作用下,带电粒子一定沿着电场线方向运动C.两点之间的距离越大,则这两点之间的电势差一定越大D.负电荷沿着电场线方向移动时,电势能一定越来越大B组题1. 关于场强和电势的下列说法中,正确的是( )A.在电场中a、b两点间移送电荷的过程中,电场力始终不做功,则电荷所经过路径上的各点的场强一定为零B.电场强度的方向就是电势降落最快的方
7、向C.两个等量同种电荷的电场中,从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外,电势越来越低,场强越来越小D.两个等量异种电荷的电场中,两电荷连线的中垂线上各点的电势均相等,而连线的中点场强最大,沿中垂线向外,场强越来越小2. 对两个电量均为+q的点电荷连线中点O和中垂线上某点P正确的关系是( )A.U0Up,E0Ep B.U0Up,E0EpC.将正电荷从o点移至p点,电场力做正功D.将正电荷从o点移至p点,电场力做负功3. 对于公式E=U/d的说法中,正确的是 ( )A.它适用于任何电场B.在匀强电场中,场强的数值等于每单位距离上降低的电势C.场强的另一单位伏/米,适用于任何电场D.只要测出两点的电势
8、差和两点的距离,即可算出电场强度4. 如图所示,将两个带等量异性电的点电荷,分别置于A、B两点,CD是AB连线的垂直平分线,O为其垂足,AB线上M、N两点分别与O点等距.CD线上S、T两点分别与O点等距.若定无限远处电势为零,下面说法正确的是( )A.M、N两点比较,场强EM=EN,方向相同;电势M=N0B.S、T两点比较,场强S=ET,方向相同,电势S=T=0C.若M、N、S、T四点与O点均等距,则场强EM=EN=ES=ET,且方向相同D.电势差USM=UNT,且均为负值C组题1. 如图,在场强为E的匀强电场中,有一个带电量为q的负电荷,从A点移到B点,设AB连线与电场线平行,AB间距离为d
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