人教版高中物理必修3电势差与电场强度的关系 教学设计
课题 电势差与电场强度的关系 单元 10 学科 物理 年级 高二
教材
分析 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第10章第3节的内容，电场强度和电势都是描述电场性质的物理量，两者从不同角度对电场性质进行描述。虽然前者是矢量，后者是标量，但通过静电力做功在两者之间建立了联系。对于一般的电场，学生只要定性了解电势差与电场强度的关系就可以了。对于匀强电场，可以要求了解它们的定量关系式，即在匀强电场中推导出电场强度与电势差之间的关系公式，并通过公式变形，用比值的方法指出电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。这在分析问题时是很有用的。
本节内容的重点是匀强电场中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。同样，本节内容的难点是电场强度的大小为什么等于两点间电势差与这两点沿电场方向的距离的比值问题。
教学目标与核心素养 一、教学目标
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、核心素养
物理观念：通过试探电荷在匀强电场中做功从而建立电场强度与电势差的关系。
科学思维：通过推导电场强度与电势差的关系，培养学生的分析能力和推理能力。
科学探究：在教师的引导下通过学生的推导电场强度与电势差的关系，使学生掌握U=Ed和E=U/d的物理意义。
科学态度与责任：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。
重点 匀强电场中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
难点 电场强度的大小为什么等于两点间电势差与这两点沿电场方向的距离的比值
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 观察思考：如图是带电体空间分布的电场线和等势面的剖面图，等势面就成了等势线。观察电场线和等势线你发现什么？
电势差和场强的关系
稿子一
嘿，朋友！今天咱们来聊聊电势差和场强的关系，这可是个有趣的话题哟！
你知道吗？电势差和场强就像一对好伙伴，总是形影不离。场强呢，就像是给电荷们指路的“大力士”，它决定了电荷在电场中受力的大小和方向。而电势差呢，就像是电荷在电场中奔跑的“成绩单”，记录了电荷从一个位置跑到另一个位置时能量的变化。
比如说，在一个匀强电场中，如果场强越大，那么相同距离的两点之间的电势差也就越大。这就好像是在一个陡峭的山坡上，山势越陡峭（场强越大），你从山顶走到山脚时高度的变化（电势差）也就越大。
想象一下，电荷们在电场中就像一群调皮的小孩子在玩耍。场强就像是老师在指挥他们跑的方向和速度，而电势差就是他们跑的结果，是快是慢，是高是低，一目了然。
所以说呀，电势差和场强的关系可紧密啦！我们要好好理解它们，才能在电学的世界里畅游无阻呢！怎么样，是不是觉得还挺有意思的？
稿子二
哈喽呀！今天咱们一起唠唠电势差和场强的关系，准备好和我一起探索这个神奇的电学世界了吗？
先来说说电势差，它就像是电场中的“楼梯”，电荷从一个台阶跳到另一个台阶，能量就会有变化，这个变化就是电势差。 再看看场强，它可是个厉害的角色，就像电场中的“大力水手”，给电荷施加力的作用。
要是场强很强，那电荷受到的力就大，移动相同的距离，电势差也就会更大。这就好比你在跑步，风的阻力越大（场强越大），你跑同样的路程会感觉越累（电势差越大）。
而且哦，电势差和场强的方向也有关系呢。它们有时候方向相同，有时候又不同，就像两个性格有点古怪的小伙伴。
在计算上，它们也有个简单的公式来联系，E = U/d，这里的 E
是场强，U 是电势差，d 是沿电场方向的距离。
呢，电势差和场强是电学里非常重要的概念，它们相互关联，相互影响。理解了它们的关系，咱们就能更好地掌握电学知识啦！是不是感觉还挺有趣的？
电势差与电场强度的关系
第 2 页 电势差与电场强度的关系
【学习目标】
1、理解匀强电场中电势差跟电场强度的关系U=Ed
2、会用U=Ed或UEd解决有关问题
【要点梳理】
要点一、电势差与电场强度的关系
1．关系式推导
如图所示，在匀强电场力作用下，电荷q从A点移动到B点．
静电力做功WAB与UAB的关系为WAB＝qUAB，因为匀强电场中电场强度处处相等．所以电荷q所受静电力F＝qE是一个恒力，它所做的功为WAB＝Fd＝qEd．
比较功的两个计算结果得：UAB＝Ed
2．匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)匀强电场中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：UAB＝Ed．
要点诠释：
(1)此公式只适用于匀强电场．
(2)公式中d必须是沿场强方向的距离．当电场中的两点不在同一条电场线上时，d应为两点在场强方向上的投影的距离，亦为电场中的两点所在的等势面的垂直距离．
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第 4 页 距越小)的地方，场强越大．如图中左、右两端与上、下两部分比较就很明显．
(4)电场强度与电势无直接关系．因为电场中某点电势的值是相对选取的零电势点而言的，选取的零电势点不同，电势的值也不同，而场强不变，零电势可以人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定．初学者容易犯的一个错误是把电势高低与电场强度大小联系起来，误认为电场中某点电势高，场强就大；某点电势低，场强就小．
要点三、 电场强度、电势和电势差的比较
电场强度E 电势 电势差U
区别 定义 放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 在电场中两点间移动电荷时，电场力所做的功跟电荷量的比值
定义式 FEq pEq WUq
方向 规定为正电荷在该点所受电场力的方向 标量，无方向 标量，无方向
1 第六讲 电势差与电场强度的关系
一、知识框图：
二、重点详解：
1.匀强电场中电势差与电场强度的关系：
⑴.匀强电场中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。
⑵.公式：
UAB=Ed
2.场强E的另一种表述：
⑴.在匀强电场中，电场强度在数字上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。
⑵.公式：
E=UABd
⑶.单位：伏[特]每米（V/m）。1V/m=1N/C。
3.场强、电势差的区别：
⑴.场强、电势差的比较：
物理量 电场强度E 电势差U
定义 放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电量的比值
定义式 E=Fq U=Wq
物理意义 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质
正负或方向 矢量，规定正电荷受力方向为E的方向 标量，正负表示两点电势的高低
联系 1.对于匀强电场有E=Ud；
2.U和E是描述电场性质的物理量，大小取决于电场本身，与F、q、W无关。
⑵.电场强度三个公式比较：
公式 物理含义 引入过程 适用范围
E=Fq 电场强度的定义式 F∝q，Fq与F、无关，是反映某点电场的性质 适用于一切电场
E=kQr2 真空中点电荷场强的决定式 由E=Fq和库仑定律导出 在真空中，场源电荷是点电荷
E=Ud 匀强电场场强的决定式 由F=qE和W=qU导出 匀强电场
2 三、题型归纳：
【电势差与电场强度的关系】
1.关于匀强电场电势差和场强的关系，错误的说法是（ ）
A.在相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大；
B.任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积；
C.电势减小的方向必定是场强的方向；
D.沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等。
2.下列对于公式E=Ud的理解，错误的是（ ）
A.它仅适用于匀强电场；
