《3电势差与电场强度的关系》设计

《3电势差与电场强度的关系》教学设计教学目标知识与技能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。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。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。教学重点电势与场强无直接的关系。教学难点关系式U=Ed进行有关的计算。教学过程导入【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。一、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】W=qUABF=EqW=Fd=Eqd【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？A、B两点间的电势差是多少？从A到C呢？其中AB=S，AC=d；AB和AC的夹角为??。【学生答】解：F=EqWAB＝F·S·cosa＝E·q·S·cosaUWU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。U=Ed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E=U/d一起总结适用条件：（1）匀强电场（2）d为沿场强方向电荷移动的距离二、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∴φA＞φB故E大处，φ一定高。【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：EC＞ED而φA＜φ反之，学生由以上两例分析得：φ高处E也不一定大。教师：总结，E大处φ不一定高；φ高处E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）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φ＞0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φ=0，