导学案4-选修3-1-1.5电势差与电场强度的关系-教师版

教学准备1. 教学目标【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，并能推导这个关系式。

2．会用U=Ed进行有关计算，明确d的含义。

3．定性把握非匀强电场中电势差与电场强度的关系。

（二）过程与方法1.看前面知识结构图：复习巩固旧知识引出新课通过知识网络图使学生掌握的知识更加牢固。

2．通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力。

3．学生利用学过的知识分析推理、启发引导、分析推理，在教师的指导下总结应用。

4. 通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系。

（三）情感态度与价值观1．从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养对物理学科的兴趣、坚定思考探索物理的的信念，让学生学会多角度多方面看问题。

2．通过公式的推导，让学生体会到物理中推理过程的逻辑美，领略物理方法的奥妙，体会物理科学的力量。

2. 教学重点/难点【教学重点】1．对匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed的理解。

2．场强方向是电势降低最快的方向。

【教学难点】1．非匀强电场中，对电势差与电场强度的定性比较。

2．用关系式U＝Ed进行有关计算3. 教学用具4. 标签教学过程【教学过程】一、复习旧知，引入新课1．电场强度：3．静电力功的两种计算方法：2．电势差的概念：4. 看知识结构图：复习巩固旧知识引出新课问题：既然电场强度、电势差都可以描述电场，那么两者之间有何关系？二、展示学习目标，明确学习任务三、新课教学（一）、匀强电场中电势差与电场强度的关系（教学设想：让学生阅读教材相关内容，自己完成多媒体所展示的内容，学会亲自推导，了解该关系的来龙去脉，使学生在获取知识的同时，感受到成功的愉悦，进一步培养学生的科学探究精神。

）1、如图所示，匀强电场中A、B两点的电势差为，一试探电荷q从电场中A点移动到B点，求：静电力做的功W为多少？2、如图所示，匀强电场的电场强度为E，电荷q从A点移动到B点，求：静电力做的功W为多少？（由学生自己推导，教师巡视，解答学生在推导过程中可能存在的一些疑问。

新知形成 一、电势差与电场强度
规律（匀 强电场中
的关系
创设物理情 景。
U= Ed的 推导） 1. 电势差与电场强度关系式的推
导：
如图所示匀
强电场E中，已
知A B两点之间
的距离为d，电势
差为UAB，现有一正电荷q在电场
力作用下从A点沿电场方向移动 根据所学知
到B点。
识，用尽可 引导学生思
能多的方法 考，加深印
老师的分析 论。
思路。
培养学生
运用所学
知识分析
解决问题
的能力。
增强学生的 理性认识。
E大处φ一定高 E大处φ 一定低
所以，E大处φ不一定高；φ 高处E不一定大
问题2：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）
对中心点：E=0，φ ≠0 中心点：φ =0， E ≠0
B．任意两点间的电势差，等于场强
和这两点间距离的乘积 C．沿着电场线方向，经过任何相同
的距离电势降落必定相等
思考问题， 给出合理答 案并解释。
D．电势降低的方向必定是电场强度
的方向
引导启发
二、电势与电场强度的 调动旧知
学生，得 出相关结
关系
问题1：电场强度大的地方 电势是否一定高？反之又如何 呢？
识，并跟随
导入
（可用电场线形象表
思路 聚焦注意
示）
回忆前几节 力。
②能的性质：电势(φ)、电势差(U) 课学的知
（可用等势面形象表 识。
示）
引发学生思
类比重力与重力势能的关系并提 类比并思 考，把学生
问：
考。
快速带入课
描述静电场力性质的电场强

高中物理第1章第7节电势差电势差与电场强度的关系导学案新人教版选修第1章第7节电势差电势差与电场强度的关系导学案新人教版选修3-1一、导入新课，展示目标1、会推导匀强电场中电势差与电场强度的关系、2、能利用电势差与电场强度的关系解决有关问题二、课前自学，提出问题1、静电力做功与电势差的关系：WAB＝________、2、电势是描述电场性质的物理量，沿电场线方向电势______、3、电场强度是____量，电势差是____量、4、匀强电场中两点间的电势差等于________________________________的乘积，即UAB＝________、图15、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E＝______、由该公式得出的场强单位是________，以前学习的场强单位是________、三、学习过程1、师导生学，合作探究探究一、电势差与电场强度的关系[问题设计]如图1所示的匀强电场中有A、B两点，已知场强大小为E，A、B两点间的电势差为UAB，A、B间距离为d，电荷q从A点移动到B点，回答下列问题：(1)电荷所受静电力是多少？从力和位移的角度计算静电力所做功的大小、通过A、B间的电势差计算静电力做功的大小、(2)比较两次计算的功的大小，能得到怎样的结论？(3)沿AC方向移动电荷至C点，求静电力做的功、A、C两点间的电势差为多少？[要点提炼]1、匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿____方向的距离的乘积、2、公式U＝Ed只适用于________电场，其中d为A、B两点沿电场方向的距离、3、公式E＝说明电场强度在数值上等于沿电场方向_______________上降低的电势，且场强方向就是电势_________的方向、[延伸思考]公式U＝Ed是在匀强电场中得到的，在非匀强电场中能否适用？探究二、电场强度三个计算公式的对比教材中给出了电场强度的三个计算公式，这三个公式的物理意义及适用范围是不相同的，为了加强对这三个公式的理解，下面列表进行对比、请填空、区别公式物理含义引入过程适用范围说明E＝电场强度大小的定义式与F、q无关，是反映某点电场的性质q为的电荷量E＝k真空中点电荷场强的决定式由E＝和库仑定律导出在真空中，场源电荷Q是Q为的电荷量E＝匀强电场中场强的决定式由F＝qE和W＝qU导出d为的距离二次备课[要点提炼]1、静电力做功与电势差的关系：WAB＝______或UAB＝________、2、上面两个公式确定了静电力做功与电势差的关系，由于电势差由________决定，故不能认为UAB与WAB成正比，与q 成反比、3、公式WAB＝qUAB中各物理量符号的处理方法：(1)带正、负号进行运算：把电荷q的电性和两点间的电势差U的正、负代入，算出的功为正，则说明静电力做正功，电荷的电势能减小；算出的功为负，则说明静电力做负功，电荷的电势能增大、(2)只将绝对值代入公式运算：即在计算时，q、U都取绝对值，算出的功也是绝对值，至于静电力做的是正功还是负功，可以根据电荷的正、负及电荷移动的方向与电场线方向的关系判断、2、互动交流，突破疑难例2 关于电场强度，下列说法正确的是( )A、根据公式E ＝可知，场强E跟电荷所受的静电力F成正比，跟放入电荷的电荷量q成反比B、由公式可知，在真空中由点电荷Q形成的电场中，某点的场强E跟Q成正比，跟该点到Q的距离r的平方成反比C、虽然正、负电荷在电场中的同一点所受的静电力方向相反，但该点的场强方向只有一个，即正电荷在该点的受力方向，也就是负电荷在该点受力方向的反方向D、由公式 E＝及均可以确定在真空中点电荷形成的电场中某点的场强，可见场强E与Q、q均有关例3 平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图2所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V、则：(1)两板间的场强是多大？(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0、5 cm，P2点离B板也是0、5 cm，P1和P2两点间的电势差多大？(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少？图2二次备课例4 如图3所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各平面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，求：(1)小球应带何种电荷及其电荷量；(2)小球受到的合外力；(3)在入射方向上小球运动的最大位移xm、(电场足够大)图3四、当堂检测，竞争展示《步步高导学案设计》P15自我检测区1-3题五、暴露问题，反馈小结六、作业布置，拓展提高第一章训练7七、反思总结。

笫1章笫6节电势差与电场强度的关系【知识与技能】1、理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系.对于公式要知道推导过程.2、能够熟练应用U二田解决有关问题.【过程与方法】通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力.【情感态度与价值观】从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自然科学探究中的逻辑美【教学过程】★重难点一、电第差与电场强度的关系★电势差与电场强度的关系式推导如图所示，在匀强电场屮把电荷q从力移动到3,静电力做功W A8=qU AIi静电力是恒力，所以静电力做的功也可以这样求：W AB=qElc^O=qEd 由以上两式得q UAB=qEd,U AB=ED.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)匀强电场川两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积.(2)公式:U AB=ED.⑶应用此公式注意两点：①公式只适用于匀强电场，但可对非匀强电场进行定性分析；②公式屮的一定是“沿电场方向的距离”3.U=Ed的两个推论⑴在匀强电场中，沿任意一个方向，电势下降都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等.如杲把某两点间的距离平均分为门段，则每段两端点间的电势差等于原电势差的1/n.⑵在匀强电场中，沿任意方向相互平行且相等的线段两端点的电势差相等.4.在非匀强电场屮，公式E=号可用来定性分析问题，由£=号可以得出结论：在等差等势面屮等势面越密的地方场强就越大，如图甲所示.再如图乙所示，G、方、c为某条电场线上的三个点，且距离ab=bc,由于电场线越密的地方电场强度越大，故U ab<U hc.【特别提醒】应用U AB=E-d时注意〃必须是沿电场强度方向的距离，如果A、B两点间距为厶，两点连线不沿电场强度方向，计算电势差时，d的取值应为厶在电场强度方向上的投影, 即为人、B两点所在的等势面的垂直距离【典型例题】如图所示，两个平行金属板AB中|'可为一匀强电场，AB相距10cm,CD为电场中的两点，CD=8cm,CD连线和电场方向成60。