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物理知识点潞西市芒市中学 高中物理 16 电势差与电场强度的关系教案 新人教版选修3 1【精品教案】

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§1.6电势差与电场强度的关系
（一）内容及解析
1、内容：本节主要介绍电势差与电场强度的关系。
2、解析：这一节主要使学生知道在匀强电场中，两点的电势差等于场强与沿电场强度方
向两点间的距离d的乘积，即U=Ed。
（二）目标及其解析
1.知道在匀强电场中，两点的电势差等于场强与沿电场强度方向两点间的距离d的乘积，即
U=Ed.
2.知道电场强度的单位V/m与N/C是相等的.
3.知道电势与电场无直接关系.
思考题1：W（功）与F（力）有关吗？
思考题2：公式U=E·d的适用条件是什么？

（三）教学问题诊断分析
学生很难知道在匀强电场中，电场强度的大小等于沿电场强度方向单位距离上的电势差，即
E=U/d.

（四）、教学支持条件分析

为了加强学生对这部分知识的学习，帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍，本节
课要对公式U=E·d进行反复讲解练习。
（五）、教学过程设计
1、教学基本流程
复习电场强度和电势差→电势差与电场强度的关系→练习、小结
2、教学情景
问题1.本节以什么电场为例讨论电场强度和电势差的关系？
问题2.在推导U与E的关系中用到的相关知识有哪些？
问题3.你认为课本中加着重号的那段话哪部分值得深究？
问题4.电势与电场有必然的大小关系吗？
例题1. 如图所示，在场强为E＝4.0×103 N/C的匀强电场中有相距5.cm的A、B两点，两点
连线与场强成30°角.求A、B两点间的电势差.
解析：A、B连线不沿场强方向，不能直接用公式U＝Ｅｄ计算A、B两点间的电势差.根据
匀强电场的等势面是与场强方向垂直的平面这一性质，可过B点作一等势面，在等势面上找

一点B′，使A、B′的连线沿场强方向，求BAU即可.
过B点作一垂直于电场线的平面即等势面，
过A点作电场线的平行线，二者交于B′点，

如图，显然BAABBBUUUU,.
- 2 -

2
3
05.0100.430cos3ABEBAEU
AB
N/C=1.7×102 N/C

说明：用本节的两个公式解题一定要注意适用条件，还要注意必须使用国际单位.通过此
题可以看出场强方向是电势降落最快的方向，即是通过相同距离电势降落最大的方向.这个结
论对非匀强电场也成立.

例题2. 图中 ，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，
BC
＝20 cm.把一个电量q=10－5 C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移
到C，电场力做功为－1.73×10－3 J，则该匀强电场的场强大小和方向是（ ）
A.865 V/m，垂直AC向左
B.865 V/m，垂直AC向右
C.1000 V/m，垂直AB斜向上
D.1000 V/m，垂直AB斜向下
解析：把电荷q从A移到B电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上.
因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线AB即为等势线，场强方向应垂直于等势
面，可见，选项A、B不正确.

53101073.1



qWU
BC
BC
V=－173 V，B点电势比C点低173 V，因电场线指向电势降

低的方向，所以场强方向必垂直于AB斜向下.场强大小60sinBCUdUE=232.0173 V/m=1000
V/m.选项D正确.
说明：本题涉及到较多的知识点，如电场线、等势面、电场力的功、电势差、场强与电
势差的关系，等等.解题时要把握准特点，如等势面的特点：在等势面上移动电荷不做功、匀
强电场的等势面是一族平面、电场线与等势面垂直等；搞清楚关系，如电场线与等势面的关
系、场强与电势差的关系、电场力的功与电势差的关系等.对这些知识及其内在联系的学习和
理解，是解决复杂问题的基础.

三、目标检测
1.匀强电场中电势差与电场强度的关系：沿场强方向的两点间的电势差等于
即U＝ ，上式可以改写成E＝ .
它表明：在匀强电场中，场强在数值上等于 .
2.如图所示已知一匀强电场中任意两点AB的距离为l， AB连线
与电场线的夹角为θ，AB间的电势差为U，则E= .
3. 电场强度的单位： 或 ，两者有 关系.
4. 电势为零处场强就为零吗?电势越高场强就越大吗?

配餐作业
从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择AB或BC

A组题
1.沿着 ）
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A.
B.
C.

D.负电荷沿着电场线方向移动时，电势能一定越来越大
B组题
1. ）
A.在电场中a、b两点间移送电荷的过程中，电场力始终不做功，则电荷所经过路径上的各点

B.
C.两个等量同种电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低，

D.两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线上各点的电势均相等，而连线的中点场
2. 对两个电量均为+q的点电荷连线中点O和中垂线上某点P ）
A.U0＜Up,E0＞Ep B.U0＞Up,E0＜Ep
C.将正电荷从o点移至p
D.将正电荷从o点移至p点，电场力做
3. 对于公式E=U/d的说法中，正确的是 （
A.
B.
C.场强的另一单位伏/

D.只要测出两点的电势差和两点的距离，即可算出电场强度
4. 如图所示，将两个带等量异性电的点电荷，分别置于A、B两点，CD是AB连线的垂直平分
线，O为其垂足，AB线上M、N两点分别与O点等距.CD线上S、T两点分别与O点等距.若定
）
A.M、N两点比较，场强EM=EN，方向相同；电势φM=φN≠0
B.S、T两点比较，场强ΕS=ET,方向相同，电势φS=φT=0
C.若M、N、S、T四点与O点均等距，则场强EM=EN=ES=ET，且方向相同D.电
势差USM=UNT
C组题
1. 如图，在场强为E的匀强电场中，有一个带电量为q的负电荷，从
A
点移到B点，设AB连线与电场线平行，AB间距离为d，则可知此电荷在
B点的电势能比在A
点的电势能 （ ）

A.增加了qEd B.减少了qEd C.增加了qE/d D.减少了qE/d

2.如上图所示，是匀强电场中的一组等势面.若A、B、C、D相
邻两点间的距离都是2 cm，则电场的场强为 V/m，到A点
距离为1.5 cm的P点电势为 Ｖ.

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高中物理_电势差与电场强度的关系教学设计学情分析教材分析课后反思

高中物理_电势差与电场强度的关系教学设计学情分析教材分析课后反思

第6节电势差与电场强度的关系一、教材依据本节课选自人教版高中物理选修3-1第一章第六节“电势差与电场强度的关系”的内容。

二、设计思想1.教材分析电势差与电场强度是描述电场性质的两个重要物理量，电势差是描述电场中能的性质而电场强度则是描述电场中力的性质；这两个物理量虽然从不同的角度上描述了电场的性质，但是通过电场力做功在两者之间建立起了联系。

教材中以匀强电场为例通过分析和推理导出电场强度与电势差之间的关系；通过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，同时能更好的理解电势与电场强度两个概念。

因此从教材上来看，本节课内容起到了一个桥梁，纽带的作用，将电场的两大重要性质联系起来；2.学情分析在学习本节课之前，同学们已经对电场强度，电势，电势差这些概念有了较好的了解，并且已经掌握了电场力做功的特点，知道了电场力做功与电势能变化的关系。

也懂得利用这些知识去解决一些实际的问题。

高二的学生通过了高一一年的学习已经具备了一定的推理能力，归纳总结能力。

所以在本节课中学生应该能够比较容易的推导出匀强电场中电势差与电场强度的关系，然而对于一般电场来讲，电势差与电场强度的关系应该怎样理解，这对于同学们来讲就应该比较困难了。

3.教学设计思路由于本节课是推导出之前学习的两个物理量电势差与电场强度之间的关系，因此本节课首先对以前学过的知识进行复习，然后通过“既然电势差和电场强度都是描述电场的物理量，那么它们之间有关系？”这样的一个问题引出本节课的内容。

以此来激发学生的好奇心和求知欲。

让学生通过学会亲自推导，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。

接着教师将特殊情况引导到一般情况，如果不是沿场强方向移动电荷，结论还成立吗？引导学生讨论并得到结论。

培养学生的自主探究能力。

顺势从新的公式得到电场强度的新单位V/m。

接着通过例题的讲解和练习，让学生在练习中使知识点得到巩固，同时通过对习题的解答过程中也让他们尝到成功的喜悦。

1.6 电势差与电场强度的关系—人教版高中物理选修3-1课件(共28张PPT)

1.6 电势差与电场强度的关系—人教版高中物理选修3-1课件(共28张PPT)


离的乘积。
一、电场强度与电势差的关系
1.在匀强电场中，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 . 3.适用条件 (1) 匀强 电场. (2)d为两点沿 电场方向 的距离.
二、公式 E＝UdAB的意义
1.意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差 与这两点_沿__电__ 场强度方向距离 的比值. 2.电场强度的另一种表述：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. 3.电场强度的另一个单位：由E＝UdAB 可导出电场强度的另一个单位，即_伏__[_特__]
d 0.06
2.由题目得到电场线方向向下，则C点电势比B点电 势高，C,B 间的电势差UCB=DdCB=600X0.04V=24V
B板接地，φB=0,由UCB=φC-φB=24-0=24V
【牛刀小试】如图所示，在场强为E＝4.0×103 N/C的匀强电场中有 相距5.cm的A、B两点，两点连线与电场强度成30°角。则A、B两点 间的电势差UAB为________。
√D.公式中的d是匀强电场中A、B所在的两等势面之间的距离
.O
.O
对O点：E=0，φ ≠0
对O点：φ =0，E ≠0
E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零
电场强度计算公式总结
区别 公式
物理意义
EF q
是电场强度大小的 定义式
适用范围
适用于一切电场 q是试探电荷
E
k
Q r2
是真空中点电荷场强 的决定式
在真空中,场源电荷 Q是点电荷
EU d
是匀强电场中场 强的计算式
思考：匀强电场中，相等距离上的电势差相等吗？
【物理】1.6《电势差与电场强度的关系》

【物理】1.6《电势差与电场强度的关系》


课堂练习：
2、如图所示，a、b是匀强电场中的两点，已知两 点间的距离为0.4m，两点的连线与电场线方向成 37°角，两点间的电势差Uab=2.4×103V，求 （1）匀强电场的场强E （2）若把电子从a点移到b点静电力 做功是多小，电 子的电势能怎 样变化？
答案:7.5×103；-3.84×10-16；增加
F E q Q Ek 2 r
（适用于任何电场） （只适用于点电荷） （只适用于匀强电场）
U E d
课堂练习：
1、在电场强度为600 N/C的匀强电场中，A、B两点 相距5 cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则 30 A、B两点的电势差是_______ V。若A、B两点连线 与电场方向成60°角时， 则A、B两点的电势差是 15 ________V ；若A、B两点连线与电场方向垂直时， 0 则A、B两点的电势差是________V 。
场强度E=2×104V/m,方向向下.电场中
C点距B板3cm,D点距A板2cm.
⑴C、D两点哪点电势高？两点间的电势差UCD等于 多少？ ⑵如果令B板接地（即电势 B =0），则C和D的电势C 和 D 各是多少？如果令A板接地，则 C 和 D 各是多 少？在这两种情况中，UCD相同吗？ ⑶一个电子从C点移动支D点，静电力做多少功？如 果使电子先移到E点，再移到D点，静电力做功是否 会发生变化？
3.空气是不导电的.但是如果空气中的电场很强,使得 气体分子中带正负电荷的微粒所受的相反的静电力 很大,以至于分子破碎,于是空气中出现了可以自由移 动的电荷,空气变成了导体,这个现象叫做空气的“击 穿”。已知空气的击穿场强为3×106V/m，如果观 察到某次闪电的火花长约100m，发生此次闪电的电 势差约为多少？
1.6 电势差与电场强度的关系 高中物理选修3-2新课优秀教案优秀教学设计(4)

1.6 电势差与电场强度的关系 高中物理选修3-2新课优秀教案优秀教学设计(4)

6 电势差与电场强度的关系整体设计教学分析本章教材内容结构的设计形成了较紧密的“知识链”系统，相关知识点形成了紧密的链条，从力到电场强度，从电场力做功到电势能再到电势、电势差，那么电场强度与电势差之间是否存在某种关系呢？本节教材就探讨匀强电场中电势差与电场强度的关系。

任何场的描述都要从两个角度来描述，一个是力的方面；另一个是能的方面。

前面几节的内容已经从力和能的角度分别定义了描述电场的各个物理量——电场强度和电势、电势差，电场强度是描述电场力的性质，电势差跟电场力移动电荷做功相互联系，所以电场强度与电势差之间存在着必然的联系。

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，而电场力与电场力移动电荷做功之间的关系，是问题研究的切入点(如图)，在课堂预设时，教师应注意设置适当的问题引导，从而帮助学生把握其内部逻辑关系。

本节课首先是在具体情境中，通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系。

教学中应重视启发学生联想，分析物理量之间的关系，鼓励学生自己提出问题、分析问题、解决问题。

要让学生不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确应用结论。

在得出电势差和电场强度在数值上的关系式U＝Ed后，要强调理解公式的意义和适用条件，d是两点间在电场强度方向上的距离，U AB是所对应的两点间的电势差，它只对匀强电场才适用。

因此对于匀强电场，要求学生理解并能应用电势差与电场强度的定量关系，即U＝Ed，并通过公式变形E＝U AB/d，用比值的方法指出电场强度在数值上等于沿场强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。

对于非匀强电场中，电势差与场强的关系要复杂得多，我们虽然不能用公式U＝Ed定量运算，但它的物理意义依然是“定性”地存在着，对于学有余力的同学可以适当引导。

讨论匀强电场的电势差与电场强度的关系讨论电势差和电场强度方向的关系时，为了便于学生接受，可以举例说明，自山顶上从坡度不同的两个方向下到同一水平面，坡度陡的方向，单位长度的水平距离上高度下降大，即高度下降得快，再结合课本1.6－1、1.6－2的匀强电场讲解，沿不同的方向，电势下降的差值都相同时，沿电场线方向的距离最小，即电势降落得最快。