電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系-教案

1、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1 .理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系U=Ed并且能夠推導(dǎo)出這個關(guān)系式。2 .會用關(guān)系式U=Ed進(jìn)行有關(guān)的計算。3 .理解電勢與場強(qiáng)無直接的關(guān)系。二、過程與方法通過推導(dǎo)電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系，使學(xué)生的分析能力和推理能力得到進(jìn)一步培養(yǎng)。 三、情感、態(tài)度與價值觀通過從不同角度認(rèn)識電場強(qiáng)度與電勢、電勢差的關(guān)系，使學(xué)生在遇到具體問題時要 注意分析，不要武斷地下結(jié)論，使學(xué)生養(yǎng)成多角度多方面看問題的學(xué)習(xí)品質(zhì)?！窘虒W(xué)重難點】電勢與場強(qiáng)無直接的關(guān)系；會用關(guān)系式 U=EdH行有關(guān)的計算?！窘虒W(xué)過程】一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入【提問】你學(xué)過哪些描述電場性質(zhì)的物理量？

2、【學(xué)生答】電場的兩大性質(zhì)：力的性質(zhì)，由電場強(qiáng)度描述，可用電場線形象表示； 能的性質(zhì)：由電勢、電勢差描述，可用等勢面形象表示?！咎釂枴康葎菝嬗心男┨攸c？【學(xué)生答】等勢面的特點：沿等勢面移動電荷電場力不做功； 等勢面與電場線 垂直，且電場線從高電勢指向低電勢；任兩個等勢面不相交?！具^渡】既然場強(qiáng)、電勢、電勢差都描述電場的性質(zhì)，它們之間一定存在關(guān)系、什 么關(guān)系呢？下面我們就來推導(dǎo)它們間的關(guān)系。二、新課教學(xué)1 .電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系【提問】在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，將一個帶電量為 q的正電荷由A點移動到B 點，電場力做了多少功？【學(xué)生答】? = ?= ? = ? ?【提問】在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，將一

3、個帶電量為 q的正電荷由A點移動到B 點，電場力做了多少功？ A、B兩點間的電勢差是多少？從 A到C呢？其中AB=S AC=dAB和AC的夾角為？??！緦W(xué)生答】解：？?= ? ? ? ? ? ? ?/?= ? ? ?/?= ? ?總結(jié)：從A到B與從A到C相同！在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向的兩點間的電勢差等于場強(qiáng)與這兩點的距離的乘積。?= ?在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位距離上的電勢差？?= ?/?一起總結(jié)適用條件：(1)勻強(qiáng)電場2 2) d為沿場強(qiáng)方向電荷移動的距離2.探究電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系【提問】電場強(qiáng)度大電勢是否一定高？反之又如何？學(xué)生：思考并回答上面的問題。E的值是客觀存在

4、的，而電勢的值與零電勢點選取有關(guān)，所以上述問題不可能有肯 定答復(fù)。教師：那一般地，規(guī)定了無窮遠(yuǎn)處為零電勢點，上述問題如何？【提示學(xué)生】可從直觀表示它們的電場線和等勢面的分布圖討論?！緦W(xué)生分析】一些同學(xué)舉到了正點電荷電場的例子分析：.A點比B點所在處電場線密， .Ea> Eb而沿電場線方向電勢逐漸降低板> 加故E大處，？”定高。【提醒學(xué)生注意】不能從若干特殊例子隨便概括出帶有一般性的結(jié)論。要想肯定一 個命題，必須做一般性的證明，要想否定一個命題，只要舉出一個反例即可?！緦W(xué)生舉例】有同學(xué)會想到負(fù)點電荷的電場。由圖可知：丘丘而極 加反之，學(xué)生由以上兩例分析得：？右處E也不一定大。教師：總

5、結(jié)，?次處？州一定高；？篇處？不一定大?！咎釂枴侩妶鰪?qiáng)度為零的點電勢一定為零嗎？反之又如何呢?（若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處為零電勢點）V%不&獷/41勿- f 1' . ' ', < y.等量同種點電荷連線中點：根據(jù)場強(qiáng)的疊加，此點 E=0,而選取一條無限接近該點的電場線可知：沿電場線方向電勢降低，至無窮遠(yuǎn)處為0,則該點？A0等量異種點電荷連線中點：由圖知，兩點電荷連線的中垂線為一等勢面而伸向無窮遠(yuǎn)，此點？0,而由圖可得，此點EW0總結(jié)，？的零處？不一定為零;?次零處？不一定為零結(jié)論：場強(qiáng)與電勢無直接關(guān)系。3.三個場強(qiáng)公式的區(qū)別區(qū)別物理意義適用范圍FF =q是電姍熊大

6、H巡） 定義式適用于一切電場E k 產(chǎn)是真空中點電荷場強(qiáng)的 決定式在於空中， 場由何Q金點電荷U勻強(qiáng)電場中場弓雖與電勢差的關(guān)系式勻強(qiáng)電場4.場強(qiáng)與電勢的比較電場G量度F1描述電場的力的性質(zhì)描述電場的能的性質(zhì)2電場中基點的場強(qiáng)等于放在該點的點電荷所 受的電場力F跟點電荷電量通比值/上J E在數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場力"電場中基點的電勢等于該點艮選定的標(biāo)準(zhǔn)位 置（零電勢點）間的電勢差.0=3,平田數(shù) 值上等于單位正電荷所具有的電勢能3矢量百4單位：N/C ； V/TT1伏（1V=IJQ§電勢沿S電場強(qiáng)度的方向降落三、鞏固練習(xí)【練習(xí)1】如圖，在勻強(qiáng)電場中的 M N兩點距離為

7、2 cm,兩點間的電勢差為5 V,M N連線與場強(qiáng)方向成60°角，則此電場的電場強(qiáng)度多 大？解：根據(jù)E 得dE U MN 麗 cos60o55=500V/m2 10 2 0.5【練習(xí)2】如圖所示，在場強(qiáng)為E= 4.0 X 103N/C的勻強(qiáng)電場中有相距5cm的A、B兩 點，兩點連線與電場強(qiáng)度成30°角。求A、B兩點間的電勢差。解析：A、B連線不沿電場方向，不能直接用公式 LAb= Ed計算A、B兩點間的電勢 差。根據(jù)勻強(qiáng)電場的等勢面是與場強(qiáng)方向垂直的平面這一性質(zhì)，可過 B點作一等勢面， 在等勢面上找一點B ,使A、B的連線沿場強(qiáng)方向，求Uab即可。解：過B點作一垂直于電場線

8、的平面即等勢面，過 A點作電場線的平行線，二者交 于B點，如圖，顯然 bb,Uab UabUab EAB EABcos30o 4.0 103 0.05 言 N/C=1.7X 102 N/C說明：用本節(jié)的兩個公式解題一定要注意適用條件，還要注意必須使用國際單位。通過此題可以看出場強(qiáng)方向是電勢降落最快的方向，即是通過相同距離電勢降落最大的 方向。這個結(jié)論對非勻強(qiáng)電場也成立?！揪毩?xí)3】圖中，A B C三點都在勻強(qiáng)電場中，已知 ACL BC /ABC=60 , BO 20cm=把一個電量q=10-5C的正電荷從A移到B,靜電力做功為零；從B移到C,靜電力做功為1.73 10 3J,則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)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：把電荷q從A移到B電場力不做功，說明A、B兩點在同一等勢面上。因該 電場為勻強(qiáng)電場，等勢面應(yīng)為平面，故圖中直線 AB即為等勢線，電場方向應(yīng)垂直于等勢面，可見，選項A、