物理人教版 (2019)第十章 静电场中的能量3 电势差与电场强度的关系教学设计及反思

这是一份物理人教版 (2019)第十章 静电场中的能量3 电势差与电场强度的关系教学设计及反思，共6页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学过程，提示学生，学生分析，提醒学生注意，学生举例等内容，欢迎下载使用。
电势差与电场强度的关系 【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，并且能够推导出这个关系式。2．会用关系式U=Ed进行有关的计算。3．理解电势与场强无直接的关系。二、过程与方法通过推导电场强度与电势差的关系，使学生的分析能力和推理能力得到进一步培养。三、情感、态度与价值观通过从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系，使学生在遇到具体问题时要注意分析，不要武断地下结论，使学生养成多角度多方面看问题的学习品质。【教学重难点】电势与场强无直接的关系；会用关系式U=Ed进行有关的计算。【教学过程】一、复习提问、新课导入【提问】你学过哪些描述电场性质的物理量？【学生答】电场的两大性质：①力的性质，由电场强度描述，可用电场线形象表示；②能的性质：由电势、电势差描述，可用等势面形象表示。【提问】等势面有哪些特点？【学生答】等势面的特点：①沿等势面移动电荷电场力不做功；②等势面与电场线垂直，且电场线从高电势指向低电势；③任两个等势面不相交。【过渡】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。二、新课教学1．电势差与电场强度的关系【提问】在场强为E的匀强电场中，将一个带电量为q的正电荷由A点移动到B点，电场力做了多少功？【学生答】【提问】在场强为E的匀强电场中，将一个带电量为q的正电荷由A点移动到B点，电场力做了多少功？A、B两点间的电势差是多少？从A到C呢？ 其中AB=S，AC=d；AB和AC的夹角为??。【学生答】解：总结：从A到B与从A到C相同！在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差一起总结适用条件：（1）匀强电场（2）d为沿场强方向电荷移动的距离2．探究电势与电场强度的关系【提问】电场强度大电势是否一定高？反之又如何？学生：思考并回答上面的问题。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。教师：那一般地，规定了无穷远处为零电势点，上述问题如何？【提示学生】可从直观表示它们的电场线和等势面的分布图讨论。【学生分析】一些同学举到了正点电荷电场的例子分析：∵A点比B点所在处电场线密，∴EA＞EB而沿电场线方向电势逐渐降低∴A＞B故E大处，一定高。【提醒学生注意】不能从若干特殊例子随便概括出带有一般性的结论。要想肯定一个命题，必须做一般性的证明，要想否定一个命题，只要举出一个反例即可。【学生举例】有同学会想到负点电荷的电场。由图可知：EC＞ED而AB反之，学生由以上两例分析得：高处E也不一定大。教师：总结，大处不一定高；高处不一定大。【提问】电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？      （若规定无穷远处为零电势点）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E≠0总结，为零处不一定为零；为零处不一定为零结论：场强与电势无直接关系。3．三个场强公式的区别4．场强与电势的比较三、巩固练习【练习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？解：根据，得=500V/m。【练习2】如图所示，在场强为E＝4.0×103N/C的匀强电场中有相距5cm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。   解析：A、B连线不沿电场方向，不能直接用公式UAB＝Ed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，使A、的连线沿场强方向，求即可。解：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，二者交于点，如图，显然N/C=1.7×102 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。【练习3】图中，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC＝20cm。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，电场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方向，所以场强方向必垂直于AB斜向下。场强大小=V/m=1000V/m。