《3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系》設(shè)計(jì)

《3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1.理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系U=Ed，并且能夠推導(dǎo)出這個(gè)關(guān)系式；2.會(huì)用關(guān)系式U=Ed進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算；3.理解電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)無(wú)直接的關(guān)系。過(guò)程與方法通過(guò)推導(dǎo)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系，使學(xué)生的分析能力和推理能力得到進(jìn)一步培養(yǎng)。情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)從不同角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)、電勢(shì)差的關(guān)系，使學(xué)生在遇到具體問(wèn)題時(shí)要注意分析，不要武斷地下結(jié)論，使學(xué)生養(yǎng)成多角度多方面看問(wèn)題的學(xué)習(xí)品質(zhì)。教學(xué)重點(diǎn)電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)無(wú)直接的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)關(guān)系式U=Ed進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入【提問(wèn)】你學(xué)過(guò)哪些描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量？【學(xué)生答】電場(chǎng)的兩大性質(zhì)：①力的性質(zhì)，由電場(chǎng)強(qiáng)度描述，可用電場(chǎng)線形象表示；②能的性質(zhì)：由電勢(shì)、電勢(shì)差描述，可用等勢(shì)面形象表示。【提問(wèn)】等勢(shì)面有哪些特點(diǎn)？【學(xué)生答】等勢(shì)面的特點(diǎn)：①沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功；②等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，且電場(chǎng)線從高電勢(shì)指向低電勢(shì)；③任兩個(gè)等勢(shì)面不相交?！具^(guò)渡】既然場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電勢(shì)差都描述電場(chǎng)的性質(zhì)，它們之間一定存在關(guān)系、什么關(guān)系呢？下面我們就來(lái)推導(dǎo)它們間的關(guān)系。一、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系【提問(wèn)】在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一個(gè)帶電量為q的正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了多少功？【學(xué)生答】W=qUABF=EqW=Fd=Eqd【提問(wèn)】在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一個(gè)帶電量為q的正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了多少功？A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？從A到C呢？其中AB=S，AC=d；AB和AC的夾角為???！緦W(xué)生答】解：F=EqWAB＝F·S·cosa＝E·q·S·cosaUWU總結(jié)：從A到B與從A到C相同！在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。U=Ed在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差E=U/d一起總結(jié)適用條件：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)（2）d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向電荷移動(dòng)的距離二、探究電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系【提問(wèn)】電場(chǎng)強(qiáng)度大電勢(shì)是否一定高？反之又如何？學(xué)生：思考并回答上面的問(wèn)題。E的值是客觀存在的，而電勢(shì)的值與零電勢(shì)點(diǎn)選取有關(guān)，所以上述問(wèn)題不可能有肯定答復(fù)。教師：那一般地，規(guī)定了無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，上述問(wèn)題如何？【提示學(xué)生】可從直觀表示它們的電場(chǎng)線和等勢(shì)面的分布圖討論?！緦W(xué)生分析】一些同學(xué)舉到了正點(diǎn)電荷電場(chǎng)的例子分析：∵A點(diǎn)比B點(diǎn)所在處電場(chǎng)線密，∴EA＞EB而沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低∴φA＞φB故E大處，φ一定高。【注意】不能從若干特殊例子隨便概括出帶有一般性的結(jié)論。要想肯定一個(gè)命題，必須做一般性的證明，要想否定一個(gè)命題，只要舉出一個(gè)反例即可。【學(xué)生舉例】有同學(xué)會(huì)想到負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)。由圖可知：EC＞ED而φA＜φ反之，學(xué)生由以上兩例分析得：φ高處E也不一定大。教師：總結(jié)，E大處φ不一定高；φ高處E不一定大?！咎釂?wèn)】電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)電勢(shì)一定為零嗎？反之又如何呢？（若規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)）等量同種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)：根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加，此點(diǎn)E=0，而選取一條無(wú)限接近該點(diǎn)的電場(chǎng)線可知：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，至無(wú)窮遠(yuǎn)處為0，則該點(diǎn)φ＞0等量異種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)：由圖知，兩點(diǎn)電荷連線的中垂線為一等勢(shì)面而伸向無(wú)窮遠(yuǎn)，∴此點(diǎn)φ=0，