电势差与电场强度的关系

《电势差与电场强度的关系》教学设计

【教材分析】

本节是电场力做功的一个应用，本节内容起一个桥梁、纽带的作用，将电场的两大性质联系起来，从而进一步理解“位置和电势的关系”。

前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节内容是研究电势差与电场强度的关系，注意电场强度用来描述电场力的性质，电势用来描述电场能的性质，电势差跟电场力移动电荷做功相互联系。电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间存有逻辑关系，教师在讲解时需要把握其内部联系。

【学生分析】

从知识结构来看，在学习电势差与电场强度的关系前，学生已经对电场强度、电势、电势差等概念有了较好的理解，并且应该掌握电场力做功的特点、电场力与电势能的变化之间的关系，能熟练应用这些知识解决一些问题。学生应该已经完全具备深入探究和学习电势差与电场强度的关系的起点水平。

高二学生应该习惯注重概念间、规律间的相互联系，很多学生应该能建立明确的动态的物理图象或物理情景，进而通过同化和顺应，完成知识的建构过程。所以，在教学过程中应从学生实际入手，依据学生认知规律，注重协助学生创设物理情景，创造和谐、民主、自由的课堂气氛，采取学生探究为主的教学方式。

教学目标 一、知识目标

1．知道并能理解匀强电场中电势差与电场强度的定量关系，并能推导出和掌握这个关系式。

2．知道电场强度另一个单位的物理意义。

二、水平目标

教师通过问题教学法，启发引导学生分析推理，通过推导电场强度与电势差的关系，使学生的分析水平和推理水平得到进一步提升。

三、情感目标

1．通过从不同角度理解电场强度与电势、电势差的关系，使学生在遇到具体问题时要注意分析，使学生养成多角度多方面看问题的学习品质。

2．通过公式U=Ed的推导，使学生体会理解物理学中推理过程的逻辑美。

教学重点 1．场强方向——电势降低最快的方向。

2．U=Ed及其成立条件，d为沿场强方向两点所在等势面间距离。

1

1.6电势差与电场强度的关系

学习目标：

1、经过自己的推导得出匀强电场中电势差与场强的关系。

2、熟练掌握匀强电场中电势差与场强的关系，并能运用它解决相应问题。

3、知道电场强度另一个单位“伏特每米”的物理意义。

学习重点：

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进行有关计算

学习难点：

会用关系式U＝Ed进行有关计算

学讲过程：

自主先学•尝试成功

1、匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点沿 的乘积。公式表示为 。

2、在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的 与两点沿电场强度方向距离的比值，公式表示为 。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的 。

3、由公式E=U/d得出的电场强度单位是 ，以前学过的电场强度单位是

小组讨论•帮助成功 交流展示•引领成功

问题一：推导电场强度和电势差的关系，若沿场强方向移动电荷

如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线。沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点，设A、B两点间的距离为d，电势差为UAB，场强为E。则电场力所做的功：从能的角度：

从力的角度：

比较功的两个计算结果得到:UAB=

结论：在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于

问题二：推导电场强度和电势差的关系，若不是沿场强方向移动电荷 A B E 2

如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线，有相距为L的A、B两点，两点连线与场强方向成α角。把正电荷q由A点移动到B点，设A、B两点间的距离为L，电势差为UAB，A、B＇两点间的距离为d，场强为E。则电场力所做的功：

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网

21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网 第六节 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。

教学重点

U=Ed及其成立条件。

教学难点

电势与场强无直接的关系；会用关系式U=Ed进行有关的计算。

教学方法

分析归纳法。

教学用具：

多媒体辅助教学设备

教学过程

（一）引入新课

［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， 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网

21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网 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。

（二）进行新课

1、电场强度与电势的关系

教师：场强与电势差也无直接关系吗？如何进行讨论呢？

［学生思考后分析］可仍从电场的等势面和电场线的分布图讨论：

等势面上，每相邻两个等势面间距表示它们间的电势差，故可用等势面的疏密来表示电势差.由图知，电场线密处，等势面也密，即场强大处，电势差也大.

1 图 1 1.6电势差与电场强度的关系

要点提示

1、一组概念的理解与应用

电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理，，它们之间有十分密切的联系，但也有很大区别，解题中一定注意区分，现列表进行比较

（1）电势与电势能比较：

电势φ 电势能ε

1 反映电场能的性质的物理量 电荷在电场中某点时所具有的电势能

2 电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷无关 电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的

3 电势差却是指电场中两点间的电势之差，ΔUAB=φA－φB，取φB=0时，φA=ΔU 电势能差Δε是指点电荷在电场中两点间的电势能之差Δε=εA－εB=W，取εB=0时，εA=Δε

4 电势沿电场线逐渐降低，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值．某点的电势低于零者，为负值 正点荷（十q）：电势能的正负跟电势的正负相同

负电荷（一q）：电势能的正负跟电势的正负相反

5 单位：伏特 单位：焦耳

6 联系：ε=qφ，w=Δε=qΔU

（2）电场强度与电势的对比

电场强度E 电势φ

1 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质

2 电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q的比值。E=F/q，E在数值上等于单位正电荷所受的电场力 电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置（零电势点）间的电势差，φ=ε/q，φ在数值上等于单位正电荷所具有的电势能

3 矢量 标量

4 单位：N/C;V/m V（1V=1J/C）

5 联系：①在匀强电场中UAB=Ed (d为A、B间沿电场线方向的距离）．

②电势沿着电场强度的方向降落

2、公式E=U/d的理解与应用

（1）公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知，电场强度的方向就是电势降低最快的方向．

（2）公式E=U/d只适用于匀强电场，且d表示沿电场线方向两点间的距离，或两点所在等势面的范离．