2024-2025學年新教材高中物理第十章靜電場中的能量第三節(jié)電勢差與電場強度的關系教案新人教版必修3

PAGE5-電勢差與電場強度的關系【教學目標】目標與素養(yǎng)1.經(jīng)驗公式U=Ed的推導過程，理解勻強電場中電勢差與電場強度的定性、定量關系。2.通過對電勢差和電場強度關系的分析，培育學生的科學探究精神，讓學生體會自然科學探究中的邏輯美。3.能夠嫻熟應用公司U=Ed和解決相關問題，并能從不同角度相識電場，分析、找尋物理量之間的內在聯(lián)系培育學生分析、解決問題的實力。情境與問題1.通過設置恰當?shù)膯栴}情境，應用問題教學法，啟發(fā)、引導學生分析、推理電場強度與電勢差之間的內在聯(lián)系，得到電勢差與電場強度的關系，并在推導過程中使學生明確公式U=Ed的適用條件。2.通過親自動手的探究活動，得出電場強度和電勢在數(shù)值上無干脆關系的結論，即電場強度大的地方電勢不肯定高，電場強度為0的地方電勢不肯定為。，電場強度相同的地方電勢不肯定相同，電勢相同的地方電場強度也不肯定相同，培育學生對科學的求知欲。3.利用教材中的“思索與探討”，將前述特別條件下得到的結論推廣到更一般的狀況，滲透科學探討方法的教學，最終以合作學習為主，激勵、發(fā)動學生們多角度地思索問題，深刻體會公式U=Ed和的意義，使學生學會多角度、多方面地看問題，加強學生理性思維的訓練。過程與方法1.通過對勻強電場中電勢差和電場強度的定性、定量關系的學習，培育學生分析、解決問題的實力。2.通過探究電場強度的大小為什么等于兩點間的電勢差與這兩點沿電場方向距離的比值，培育學生實事求是、敬重客觀規(guī)律的科學看法。3.通過從不同角度相識電場，分析、找尋物理量之間的內在聯(lián)系，培育學生對科學的探究精神，讓學生體會自然科學的邏輯美?！局攸c難點】重點：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向距離的乘積。難點：電勢差與電場強度的關系在實際問題中的應用?！菊n前打算】老師打算：多媒體課件。學生打算：回顧前兩節(jié)課有關電場強度、電勢差、電勢、電勢能的學問，并將這些內容加以比較，預習課本學問?！窘虒W過程】溫故知新（一）引入新課師：你學過哪些描述電場性質的物理量？生：電場的兩大性質：①力的性質，由電場強度描述，可用電場線形象表示；②能的性質：由電勢、電勢差描述，可用等勢面形象表示。師：等勢面有哪些特點？生：等勢面的特點：①沿等勢面移動電荷電場力不做功；②等勢面與電場線垂直，且電場線從高電勢指向低電勢；③任兩個等勢面不相交。［過渡］既然場強、電勢、電勢差都描述電場的性質，它們之間肯定存在關系、什么關系呢？下面我們就來推導它們間的關系。（二）進行新課1、電場強度與電勢的關系師：場強與電勢差也無干脆關系嗎？如何進行探討呢？［學生思索后分析］可仍從電場的等勢面和電場線的分布圖探討：等勢面上，每相鄰兩個等勢面間距表示它們間的電勢差，故可用等勢面的疏密來表示電勢差.由圖知，電場線密處，等勢面也密，即場強大處，電勢差也大.師：場強與電勢差有何定量關系？引導學生探討在勻強電場中它們間的關系.右圖是一個勻強電場，場強大小為E，A、B是沿電場方向上的兩點，其電勢差為U，A、B之間相距為d?，F(xiàn)將一個電量為q的電荷由A移到B，你可以用幾種方法計算電場力所做的功？（1）W＝Fd＝qEd（2）W＝qU即得：U＝Ed或E＝U／d若A、B不在同一條電場線上：如右圖依據(jù)電勢差的定義式，得UAB=用d表示A、B在場強方向上的距離AB′，則上式可寫為：UAB=Ed師生互動，得出總結結論：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。師：上式是在勻強電場中推出的，它適用于非勻強電場嗎？生：思索、探討后回答：不適用。因為在非勻強電場中，電荷從A移至B的過程中，受的電場力為變力，W電場不能寫成Fs.電場強度與電勢差的關系：UAB=Ed注：①只適用于勻強電場②d：沿電場方向的距離［問題］由UAB=Ed，得到：，這個式子表示什么含義？從式子中可看出E的單位是什么？生：在勻強電場中，電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上的電勢差。由，可得E的單位為V/m，即1V/m=1N/C。［引導學生推導］1V/m=1N/C1V/m=【典例分析】例1如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢面，則a、c連線中點b的電勢為（）等于35VB、大于35VC、小于35VD、等于15V解析：從電場線疏密可以看出由公式U=Ed可以推斷，所以答案：C例2如圖所示,a、b兩點位于以負點電荷-Q(Q>0)為球心的球面上，c點在球面外，則()A.a點的電場強度大小比b點的大B.b點的電場強度大小比c點的小C.a點的電勢比b點的高D.b點的電勢比c點的低解析：依據(jù),a點的電場強度大