电势差与电场强度的关系-教案

1、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=EdH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？

2、【学生答】电场的两大性质：力的性质，由电场强度描述，可用电场线形象表示； 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：沿等势面移动电荷电场力不做功； 等势面与电场线 垂直，且电场线从高电势指向低电势；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

3、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=dAB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 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

4、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板> 加故E大处，？”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：丘丘而极 加反之，学生由以上两例分析得：？右处E也不一定大。教师：总

5、结，?次处？州一定高；？篇处？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）V%不&犷/41勿- f 1' . ' ', < y.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？A0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EW0总结，？的零处？不一定为零;?次零处？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区别物理意义适用范围FF =q是电姗熊大

6、H巡） 定义式适用于一切电场E k 产是真空中点电荷场强的 决定式在於空中， 场由何Q金点电荷U匀强电场中场弓虽与电势差的关系式匀强电场4.场强与电势的比较电场G量度F1描述电场的力的性质描述电场的能的性质2电场中基点的场强等于放在该点的点电荷所 受的电场力F跟点电荷电量通比值/上J E在数值上等于单位正电荷所受的电场力"电场中基点的电势等于该点艮选定的标准位 置（零电势点）间的电势差.0=3,平田数 值上等于单位正电荷所具有的电势能3矢量百4单位：N/C ； V/TT1伏（1V=IJQ§电势沿S电场强度的方向降落三、巩固练习【练习1】如图，在匀强电场中的 M N两点距离为

7、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 得dE U MN 丽 cos60o55=500V/m2 10 2 0.5【练习2】如图所示，在场强为E= 4.0 X 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 LAb= 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Uab即可。解：过B点作一垂直于电场线

8、的平面即等势面，过 A点作电场线的平行线，二者交 于B点，如图，显然 bb,Uab UabUab EAB EABcos30o 4.0 103 0.05 言 N/C=1.7X 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 ACL BC /ABC=60 , BO 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1.73 10 3J,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、