高中物理人教版选修3-1第一章第5节电势差教案2.doc

‎1.5　电势差与电场强度的关系　教学设计 一、教学目标 ‎1、知识与技能 定性把握电势差与电场强度的关系，理解匀强电场中电势差与电场强度的定量关系。‎ ‎2、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．‎ ‎3、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，培养对物理学科的兴趣、坚定思考探索物理的的信念，领略物理方法的奥妙，体会物理科学的力量。‎ 二、教学设想 电场强度和电势都是描述电场性质的物理量，两者从不同的角度对电场性质进行描述。对于这节课的讲解，只要求让学生定性了解电势差与电场强度的关系就可以了。对于匀强电场，在讲授时，只要求学生了解它们的定量关系式，即在匀强电场中推导出电场强度与电势差的关系公式，并通过公式变形，用比值的方法指出电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。通过分析，培养学生的分析能力。‎ 三、教材分析 本节内容主要是研究电势差与电场强度之间的关系，虽然前者是标量，后者是矢量，但通过静电力做功在两者之间建立了联系。本节内容的重点是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。‎ 四、重点、难点 重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系 难点： 对公式 U=E d中d的理解及公式的正确运用 ‎ (d为沿场强方向两点所在等势面的距离)‎ 五、教学方法 讲授法、推理法、归纳法 六、教具准备 多媒体辅助教学设备、练习资料 七、教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 ‎ （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？‎ ‎［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 一、电场强度与电势的关系 教师：投影片出示下列问题，学生讨论 ‎（1）电场强度大的地方电势是否一定高？反之？‎ ‎（2）电场强度为零的点电势一定为零吗？反之？‎ 学生：思考、讨论并回答上面的问题。‎ ‎［结论］场强与电势无直接关系.‎ 二、电场强度与电势差的关系 教师：场强与电势差也无直接关系吗？如何进行讨论呢？‎ 引导学生讨论在匀强电场中它们间的关系.‎ 表示某一匀强电场的等势面和电场线。沿场强方向把 电荷q由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距离为d 电势差为U，场强为E。‎ ‎★问题：电场力所做的功是多少？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 倾听、思考、‎ 回答 ‎ 　‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 培养学生的思维能力、‎ ‎ 　‎ ‎［学生推导、板演］‎ 由功的定义和电场强度的定义可知：‎ W=Fd=qEd 由电势差定义可知 ‎ W=qU 综合上式得到 U=Ed 提问：若A、B与场强夹角为θ时，以上结论还成立吗？‎ 学生思考、回答：‎ 由功的定义和电场强度的定义可知：‎ W=Fd=qEdcosθ 由电势差定义可知 ‎ W=qU 综合上式得到 U=Edcosθ ‎☆结论：匀强电场中两点之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。‎ ‎1、表达式：U=Ed 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、适用条件：匀强电场 ‎3、公式变形： E=U/d 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。‎ 但此公式不是U=Ed简单的变形，它的物理意义是：电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点间沿电场方向的距离的比值。这一比值在非匀强电场中也适用，它表示两点间的平均电场强度。‎ 思考、分析、‎ 推导、回答 ‎　‎ 培养学生的思维能力、分析解决问题的能力 ‎ 　‎ 师生互动，得出总结 用d表示A、B在场强方向上的距离AB′，则上式可写为：UAB =Ed 教师：上式是在匀强电场中推出的，它适用于非匀强电场吗？‎ 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.‎ ‎［投影片出示结论］‎ 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］UAB=Ed这个式子表示什么含义？从式子中可看出E的单位是什么？‎ ‎［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= UAB/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 三、电场强度三个公式的区别 公式 含义 适用条件 E=F/q 电场强度的定义式 任意电场 E=kQ/r2‎ 是真空中点电荷电场的场强计算公式 ‎ ‎ 真空中点电荷电场 思考、分析、‎ 推导、回答 培养学生的思维能力、分析解决问题的能力 E=U/d ‎ 是匀强电场的场强的计算公式 （d为沿场强方向的距离）‎ 匀强电场 四、实例探究 电场强度与电势差关系式的应用 ‎【学以致用】两块带电平行金属板相距‎0.5m两板间的电势差为103V，两板间匀强电场的电场为多少V/m.两板间有一个电子，它所受的电场力为多少N。‎ ‎【案例分析】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？ ‎ ‎【变式训练】如图所示，在场强为E＝4．0×103 N/C的匀强电场中有相距‎5.0cm的A、B两点，两点连线与电场强度成300角。‎ 求A、B两点间的电势差 。‎ ‎【拓展练习】如图所示，a、b是匀强电场中的两点已知两点间的距离为‎0.4m，两点的连线与电场线成37°角，两点间的电势差Uab=2.4×103V，则匀强电场的场强大小为E=______V/m，把电子从a点移到b点电场力做功W=______J，电子的电势能将______(填“增大”、“减少”或“不变”)‎ 倾听、回答 思考、分析、‎ 推导、回答 巩固知识点，培养总结归纳的能力 培养学生的思维能力、分析解决问题的能力 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。‎ ‎（四） 小结 ‎1、电势与电场强度无直接关系 ‎2、在匀强电场中，电势差和电场强度的关系为：‎ UAB = E d 或 E = UAB／d ‎ 注意：（d为沿场强方向上的距离）‎ ‎3、电场强度三个公式的区别：‎ E=F/q (适用于任意电场)‎ E=kQ/r2 （适用于点电荷）‎ E=U/d （适用于匀强电场）‎ ‎（五）板书设计：‎ 一、电势与电场强度无直接关系 二、在匀强电场中，电势差和电场强度的关系为：‎ UAB = E d 或 E = UAB／d ‎ 注意：（d为沿场强方向上的距离）‎ 三、电场强度三个公式的区别：‎ E=F/q (适用于任意电场)‎ E=kQ/r2 （适用于点电荷）‎ E=U/d （适用于匀强电场）‎ 四、例题 ‎（六）作业: 课本：P22:1、2题，P23:1、2题 ‎ ‎ 倾听、回答 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 巩固知识点，培养总结归纳的能力 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 加强记忆 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎