高中物理1.6电势差与电场强度的关系示范教案新人教版选修.doc

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第六节、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。

教学重点

U=Ed 及其成立条 件。

教学难点

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。

教学方法

分析归纳法。

教学用具：

多媒体辅助教学设备

教学过程

（一）引入新课

［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？

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［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）进行新课

1、电场强度与电势的关系

教师：场强与电势差也无直接关系吗？如何进行讨论呢？

［学生思考后分析］可仍从电场的等势面和电场线的分布图讨论：

等势面上，每相邻两个等势面间距表示它们间的电势差，故可用等势面的疏密来表示电
势差.由图知，电场线密处，等势面也密，即场强大处，电势差也大.

教师：场强与电势差有何定量关系？

引导学生讨论在匀强电场中它们间的关系.

右图是一个匀强电场，场强 大小为 E，A、B 是沿
电场方向上的两点，其电势差为 U，A、B 之间相距为 d。
现将一个电量为 q 的电荷由 A 移到 B，你可以用几种方
法计算电场力所做的功？

（1）W＝Fd＝qEd

（2）W＝qU

即得：U＝Ed 或 E＝U／d

若 A、B 不在同一条电场线上：

如右图根据电势差的定义式，得

UAB=


WAB = qE × AB¢ = E × AB¢

q
q

用 d 表示 A、B 在场强方向上的距离 AB′，则上式可写为：UAB =Ed

师生互动，得出总结结论：匀强电场中两点间 的电势差等于电场强度与这两点沿电
场方向的距离的乘积。

教师：上式是在匀强电场中推出的，它适用于非匀强电场吗？

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学生：思考、讨论后回答：不适用。因为在非匀强电场中，电荷从 A 移至 B 的过程中，

受的电场力为变力，W 电场不能写成 Fs.

电场强度与电势差的关系：UAB =Ed

注：①只适用于匀强电场

②d：沿电场方向的距离

［问题］由 UAB=Ed，得到： E =

单位是什么？


U AB
d ，这个式子表示什么含义？从式子中可看出 的 E

［学生答 ］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E =


U AB
d


，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
J

1 V/m=1
=1 J =1 N

A ×s×m

（三）实例探究：
C×m
C

【例 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 E =


U MN
d ，得

E=


U MN
MN × cos 60 o


=


5
2 ´10 -2 ´ 0.5 =500 V/m.

【例 2】如图所示，在场强为 E＝4.0×103 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。

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 B¢ ，使 A、 B¢ 的连线沿场

强方向，求U AB¢ 即可.

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