人教版高中物理選修3-1電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系教案

1、人教版高中物理選修3-1第一章 靜電場第六節(jié) 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 山陽縣色河中學(xué) 楊淑芬一、教材依據(jù)： 本節(jié)課安排在普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理選修3-1（人教版）第一章第六節(jié)，是高二學(xué)生學(xué)習(xí)了電場強(qiáng)度、電勢能及電勢差之后推導(dǎo)出的有用公式，既體現(xiàn)了電場中力與能的統(tǒng)一性，又實現(xiàn)了物理學(xué)的簡潔特點。二、教學(xué)設(shè)計思路：電場強(qiáng)度是描述電場的力的性質(zhì)的物理量，電勢差是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。雖然他們在描述電場時的角度不同，但力和能是密不可分的。所以電勢差與電場強(qiáng)度也有著密切的聯(lián)系。為了學(xué)會這節(jié)課，我從推導(dǎo)公式、思考與討論、例題分析、課堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練等幾個方面來進(jìn)行設(shè)計。三、教學(xué)三維目標(biāo)：知識與技能

2、1、理解推導(dǎo)公式的等量代換。2、知道公式只適用于勻強(qiáng)電場3、會有等勢點判斷電場強(qiáng)度的方向過程與方法：通過推導(dǎo)公式和思考討論讓學(xué)生理解新知識的生成過程，并學(xué)會靈活運用新知識。情感態(tài)度與價值觀：通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生知識遷移技能和運用物理知識能力四、教學(xué)重點：理解公式的適用范圍五、教學(xué)難點：根據(jù)等勢線（面）確定電場強(qiáng)度的方向六、教學(xué)方法：教師是引導(dǎo)者，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，為了充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，采用以下幾種方式：提問法：通過提問，激發(fā)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維能力。探究法：通過“思考與討論”和“例題分析”讓學(xué)生對物理公示的適用范圍有充分認(rèn)識，并學(xué)會靈活運用新知識的能力鞏固訓(xùn)練：課堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練和作

3、業(yè)布置進(jìn)行強(qiáng)化。檢查學(xué)習(xí)效果。七、學(xué)法指導(dǎo)：本章前五節(jié)分別從力的性質(zhì)和能的性質(zhì)研究靜電場，電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系（力與能的關(guān)系呼之欲出，所以本節(jié)課通過提問很容易導(dǎo)出公式，公式的理解和應(yīng)用則通過思考與討論、例題分析、課堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練等達(dá)到學(xué)以致用的效果。八、教學(xué)準(zhǔn)備：認(rèn)真鉆研教材和新課標(biāo)要求，結(jié)合教材特點及學(xué)生的實際情況，制作課件并組織學(xué)生上課，效果較好。九、教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)提問1、電場強(qiáng)度的定義式為 ,方向 ；電勢差的定義式 ；2、汽車的輸出功率與牽引力和速度的關(guān)系式是如何導(dǎo)出的？3、液體的壓強(qiáng)公式是如何導(dǎo)出的？（二）、導(dǎo)入新課我們在以前已經(jīng)接觸過用已知公式導(dǎo)出新結(jié)論的方法，是不是也可以用來推

4、到電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式呢？（板書課題）（三）、推進(jìn)新課1、推導(dǎo)公式：如圖（1）電荷q在勻強(qiáng)電場中沿電場線從A運動到B，距離為d,能用幾種方法計算電場力做了多少功？（提問學(xué)生）解答： WAB= UAB q WAB= Eqd 由得：UAB q= Eqd，UAB = Ed （1） （板書）即：勻強(qiáng)電場中兩點間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。（板書）2、思考與討論、公式UAB = Eq是否適用與非勻強(qiáng)電場呢？以點電荷為例。如圖（2）在正電荷的電場中，電荷q沿電場線從A運動到B，距離為d, 電場力做的功為WAB= UAB q ，但不等于EAqd，也不等于EBqd,所以UAB =

5、Eq不適用于點電荷的電場，對其他電場也不適用。（但并不是說在非勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度沒有關(guān)系，只是暫不推導(dǎo)）。、如果電荷在勻強(qiáng)電場中不沿電場線運動時應(yīng)該怎樣？如圖（3）電荷q沿C運動到D，電場力做功為WAB=UAB*q WAB= Eq AB sin 370 = Eq d 由 得：UAB = Ed或者E= UAB/ d (2) （板書）其意義是：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點間的電勢差與這兩點沿電場方向的距離的比值。（板書）、在國際單位制中，物理公式即可以確定各物理量間的數(shù)量關(guān)系，又可以確定各物理量間的單位關(guān)系。由E= UAB/ d能得到電場強(qiáng)度的其他單位嗎？、電勢差是標(biāo)量，電場強(qiáng)度是

6、矢量，在運用公式E= UAB/ d時該注意哪些地方？根據(jù)“沿著電場線方向電勢逐漸降低”，在知道電場方向時可沿著電勢由高到低表達(dá)正的電勢差，從而省去矢量方向的討論；若已知電勢差時可將負(fù)的電勢差變換成正值，使問題簡化。、對“思考與討論”的歸納：A、公式UAB = Ed和 E= UAB/ d只適用于勻強(qiáng)電場B、上式中的“d”是 沿著電場方向的距離。3、例題講解（見課件屏幕）A例1、由電勢差求電場強(qiáng)度（該題屬于基礎(chǔ)題，必須每個同學(xué)會做）(板書) 如圖（4），兩塊帶電的平行金屬板相距10cm,兩板間的電勢差UAB=100V, B板接地.電場中M點距A板2 cm， N點距B板1 cm，求M、N兩點的電勢。

7、分析：該題可根據(jù)E= UAB/ d先求出電場強(qiáng)度，然后由B=0 求出A板及M、N兩點的電勢。解：由E= UAB/ d，E=100/0.1V.m-1=103 V.m-1UAB=100V,B板接地 B=0,A=100V根據(jù)UAB = Ed，得UAM = Ed AM = 1030.02V=A -M =20V M=80VUNB = Ed NB = 1030.01VN B=10V= N=10V答：M、N兩點的電勢分別為80V和10V。說明：該題中的UNB就運用了沿電場線方向電勢差為正值的技巧。例2、由等勢面（或等勢線）判斷電場強(qiáng)度的方向。(板書)如圖（5），勻強(qiáng)電場中有A、B、C三點構(gòu)成等邊三角形，邊長

8、為4cm，將電荷量q=1.010-10C的正點電荷（不計重力），從A點移到B點，靜電力做功為-10-9J，若把同一電荷從A點移到C點靜電力做功也為-10-9J，求該電場的場強(qiáng)方向和大小。分析：該題中同一電荷從A點移到B點和A點移到C點，靜電力做功相同，可知B、C兩點是一條等勢線，電場線與等勢面（或線）垂直，可做出電場線的方向，再利用三角函數(shù)電場強(qiáng)度的大小。解析：UAB=WAB/q=-10-9/1.010-10 V=-10V UAC=WAC/q-10-9/1.010-10 V=-10V UAB= UAC B=C, BC 為等勢線 ，電場線垂直BC指向A如圖（6）中的一簇平行線所示。E=UBA/d

9、 DA = UBA/AB sin 600 =10/(0.04/2) V.m-1=500 V.m-1說明：利用等勢面確定電場強(qiáng)度的方向時應(yīng)該注意電場線一定垂直于等勢面（或等勢線）且沿著電場線方向電勢逐漸降低，并學(xué)會電勢差用正值。4、課堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練、勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=103 V，沿著一條電場線上相距2 cm的P/Q兩點的電勢差是多少？、勻強(qiáng)電場中有A、 B、C、D四點構(gòu)成正方形，已知A=18 VB=14V, C=2V，D=10V，是確定電場強(qiáng)度的方向。如（圖7）5、小結(jié)、會用公式UAB = Ed和E= UAB/ d 計算相關(guān)物理量。、會由等勢面（或等勢線）判斷電場強(qiáng)度的方向。6、作業(yè)布置課本第2、3題（十