人教版高中物理选修3-1 16电势差与电场强度的关系教学设计.doc

第6节、电势差与电场强度的关系
教学三维目标
（一）知识与技能
　　1、理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系．对于公式 要知道推导过程．
　　2、能够熟练应用 解决有关问题．
（二）过程与方法
　　通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力．
（三）情感态度与价值观
　　从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自然科学探究中的逻辑美．
教学重点与难点分析
　　前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节内容是研究电势差与电场强度的关系，注意电场强度是描述电场力的性质，电势是描述电场能的性质、电势差是跟电场力移动电荷做功相互联系（如下图），电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的内部逻辑．教师在讲解时需要把握其内部联系．
新课教学：
问题1：如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力作用下从A点沿电场方向移动到B点，已知A B两点之间的距离为d，分析电场强度E与电势差UAB之间有什么关系？

　　AB间距离为d，电势差为UAB，场强为E．把正电荷q从A点移到B时，电场力qE所做的功为 W = qEd．利用电势差和功的关系，这个功又可求得为W = qUAB，比较这两个式子，可得W = qEd= qUAB，即：
U=Ed
在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势场等于场强和这两点间距离的乘积．
问题2：如果不是沿场强方向的呢？（学生可以进行讨论分析）

　　如图所示设AD两点间电势差仍为 U，设AD间距离s，与AB夹角 ，将正电荷从A移动到D，受电场力方向水平向右，与位移夹角 ，故电场力做功为W=Eqscosa，scosa=d，所以 W=Eqscosa=Eqd,利用电势差和功的关系，W=qU，比较这两个式子可得U=Escosa=Ed．d为AB两点间距离，也是AB所在等势面间距离或者可以说是AD两点间距离s在场强方向的投影．
　　关于公式U= Ed需要说明的是：
　　1、U为两点间电压，E为场强，d为两点间距离在场强方向的投影．
2、由U= Ed，得E=U/d，可得场强的另一个单位： V/m

　　所以场强的两个单位伏／米，牛／库是相等的．注：此公式只适用于匀强场．
例题讲解
关于电场强度与等势面
　　在匀强电场中如图中所示分布着 A、B、C三点．当把一个电量q=10-5C的正电荷从A沿AB线移到B时，电场力做功为零；从B移到C时，电场力做功为-1.73×10-3J．试判断该电场的方向，算出场强的大小。
    解析  将电荷由A移至B时电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上．又由于是匀强电场，等势面为平面，故AB面为一等势面．再由将正电荷由B移至C时克服电场力做功可知，C点电势高于B点电势．场强方向如图所示．
由W=qU得 UBC=-1.73×10-3/10-5（V）
又由公式E=U/d可得  E=1000(V/m)
课堂小结：
场强表示单位电量的电荷所受的电场力，而电场中两点间的电势差表示单位电量的电荷在这两点间移动时电场力所做功的大小，由于力和功是互相联系的，所以场强与电势差之间存在着必然的联系．在非匀强电场中，电势差与场强的关系要复杂的多，但是电场中两点间距离越小时的电势差越大，则该处场强就越大．只能是定性判断。
作业：课本课后问题与练习1、2、3、4
板书设计：
电场强度与电势差的关系：
UAB =Ed 或
（1）只适用于匀强电场
（2）d：沿电场方向的距离