《电势差与电场强度的关系》--优质获奖教案

电势差与电场强度的关系【教材分析】本节内容主要是研究电势差与电场强度之间的关系，电势差与电场强度是本章重要的概念，它们分别描述了电场的两大性质：能的性质和力的性质，前者是标量，后者是矢量，但通过静电力做功在两者之间建立了联系，因此本节内容起一个桥梁、纽带的作用，将电场的两大性质联系了起来。

在教学过程中，对于非匀强电场，只要求学生定性了解电势差与电场强度的关系；对于匀强电场，也只要求学生了解它们的定量关系式即可。

【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。

【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【学情分析】本班是理科尖子班，学生基础扎实，前面已经学过了电场强度、电场力、电势差以及电场力所做的功，两种求电场力的功的方法学生也相对比较熟悉，本节课主要是公式Ed U AB =的使用条件以及应用，所以对于这节课的教学，首先让学生自己利用在匀强电场中移动电荷时电场力做功的两种计算方法动手推导，建立起电势差与电场强度间的关系，然后再利用所建立起来的关系解决相关的问题，以达到帮助学生确认与理解上述关系的目的。

1.6 电势差与电场强度的关系教学目标1、知识与技能知道在匀强电场中电势差与电场强度的定性和定量关系，掌握表达两者的公式。

2、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。

3、情感态度与价值观培养对物理学科的兴趣、坚定思考探索物理的的信念，领略物理方法的奥妙，体会物理科学的力量。

教学重点和难点重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系。

难点：对公式 U=E d的理解及运用。

教学过程复习引入【引导】和学生一起复习电场强度和电势的相关知识（物理意义、定义式、标矢量、单位）。

【问题】电场强度和电势都可以描述电场的性质，那么这两者之间有什么关系？新课教学一、电势和电场强度的关系【问题1】电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何？分析：电场强度大的地方，电势不一定高；电场强度小的地方，电势不一定低。

【问题2】电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何？分析：电场强度为零的点电势不一定为零；电势为零的点电场强度不一定为零。

【结论】：电势和电场强度没有直接关系。

二、电势差与电场强度的关系【问题1】如图1.6-1所示，用两种方法计算点电荷q 从A 点移动到B 点过程中，静电力做了多少功？【分析】由静电力做功与A 、B 两点电势差的关系，可得AB W qU =由静电力与功的关系，可得W Fd qEd ==对比上面两式，可得 AB U Ed =其中AB U 表示A 、B 两点间的电势差，E 表示电场强度，d 表示A 、B 沿电场方向的距离。

【结论】匀强电场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。

理解：1、公式中d 必须是沿着电场方向的距离2、此公式仅适用于匀强电场3、运算时可直接带入绝对值【问题2】如果A 、B 两点间的距离不是沿着电场方向，公式中d 应该取什么？【分析】如图1.6-2所示，计算点电荷q 从A 点移动到B 点，静电力所做的功。

1.6电势差与电场强度的关系教学目标:(一) 知识与技能掌握电势差与电场强度的关系(二) 过程与方法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、感知科学的价值和应用2、培养对科学的兴趣、坚定学习思考探索的的信念重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系难点：电势差与电场强度的关系在实际问题中应用教学过程：复习提问1、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。

2、等势面有哪些特点？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，且电场线从高电势指向低电势；③任两个等势面不相交。

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。

新课教学一、电势与电场强度的关系（1）电场强度大的地方电势是否一定高？反之？（2）电场强度为零的点电势一定为零吗？反之？E 值是客观存在的，而电势的值与零电势点选取有关，所以上述问题不可能有肯定答复。

E 大处ϕ不一定高，ϕ高处E 也不一定大。

E 为零处ϕ不一定为零，ϕ为零处E 不一定为零.结论：场强与电势无直接关系.二 、电场强度与电势差的关系.根据电势差的定义式，得'cos AB E qAB qE q W U AB AB ⋅=⋅==θ 用d 表示A 、B 在场强方向上的距离AB ′，则上式可写为： U = E d上式是在匀强电场中推出的，它不适用于非匀强电场。

在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差。

U 是两点间的电势差，d 是沿电场方向的距离计算时代入绝对值 由d U E AB =，可得E 的单位 CN m V = 三 、场强的三种求法E ＝F / q 定义式，适用于任何电场（真空、介质）E ＝KQ / r 2 适用于点电荷的电场（真空、点电荷）E ＝U / d 适用于匀强电场（真空）巩固新课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A 、B 两点的电势差是____ V 。

电势差与电场强度的关系教案二、匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中，电场强度为E ， A 、B 为电场中两点，沿场强方向的距离为d ，AB 两点间电势差为U AB ，则放入试探电荷q ，同时由A 移动到B 点，电场力做的功为qEd Fd W AB ==，或者AB AB qU W =，这两种表示方法的运算结果相同，则有AB qU qEd =，即Ed U AB =。

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。

电场强度与电势差的关系也能够写做dU E AB=，在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。

场强方向由电势高的等势面指向电势低的等势面，且电势降低最快的方向。

若把试探电荷从A 移动到与B 电势相同的C 点，电场力做功为θcos qEL W AC =，或者AC AC qU W =，即Ed EL U AC ==θcos，因此dU E AC=。

注意d 为两点沿电场强度方向的距离。

【例1】ϕ、U 与E 关系应用带有等量异号电荷、相距10cm 的无限大平行板A 和B 之间电势差U AB =2000V 。

两平行板中C 点距B 板3cm ，D 点距A 板2cm 。

（1）C 、D 两点哪点电势高？两点的电势差U CD 等于多少？（2）假如令B 板接地（0=B ϕ），则C 和D 的电势C ϕ和D ϕ各是多少？假如令A 板接地，则C ϕ和D ϕ各是多少？在这两种情形下，U CD 相同吗？（3）一个电子从C 点移动到D 点，静电力做多少B 板A 板功？假如使电子先移动到P 点，再移动到D 点，静电力做的功是否会发生变化？【例2】等分法求电势如图，A 、B 、C 、D 在某匀强电场中，且为矩形的四个顶点， AB 间距离为cm 32，AD 间距离为2cm 。

其中V A 2=ϕ，V B 5=ϕ，V C 4=ϕ，求：（1） D 点的电势；（2）匀强电场的电场强度。