人教版高中物理選修3-1電勢差與電場強度的關(guān)系教案

1、人教版高中物理選修3-1第一章 靜電場第六節(jié) 電勢差與電場強度的關(guān)系 山陽縣色河中學 楊淑芬一、教材依據(jù)： 本節(jié)課安排在普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-1（人教版）第一章第六節(jié)，是高二學生學習了電場強度、電勢能及電勢差之后推導(dǎo)出的有用公式，既體現(xiàn)了電場中力與能的統(tǒng)一性，又實現(xiàn)了物理學的簡潔特點。二、教學設(shè)計思路：電場強度是描述電場的力的性質(zhì)的物理量，電勢差是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。雖然他們在描述電場時的角度不同，但力和能是密不可分的。所以電勢差與電場強度也有著密切的聯(lián)系。為了學會這節(jié)課，我從推導(dǎo)公式、思考與討論、例題分析、課堂達標訓練等幾個方面來進行設(shè)計。三、教學三維目標：知識與技能

2、1、理解推導(dǎo)公式的等量代換。2、知道公式只適用于勻強電場3、會有等勢點判斷電場強度的方向過程與方法：通過推導(dǎo)公式和思考討論讓學生理解新知識的生成過程，并學會靈活運用新知識。情感態(tài)度與價值觀：通過學習培養(yǎng)學生知識遷移技能和運用物理知識能力四、教學重點：理解公式的適用范圍五、教學難點：根據(jù)等勢線（面）確定電場強度的方向六、教學方法：教師是引導(dǎo)者，學生是學習的主體，為了充分發(fā)揮學生的主體作用，采用以下幾種方式：提問法：通過提問，激發(fā)學生積極思考，培養(yǎng)和發(fā)展學生的思維能力。探究法：通過“思考與討論”和“例題分析”讓學生對物理公示的適用范圍有充分認識，并學會靈活運用新知識的能力鞏固訓練：課堂達標訓練和作

3、業(yè)布置進行強化。檢查學習效果。七、學法指導(dǎo)：本章前五節(jié)分別從力的性質(zhì)和能的性質(zhì)研究靜電場，電勢差與電場強度的關(guān)系（力與能的關(guān)系呼之欲出，所以本節(jié)課通過提問很容易導(dǎo)出公式，公式的理解和應(yīng)用則通過思考與討論、例題分析、課堂達標訓練等達到學以致用的效果。八、教學準備：認真鉆研教材和新課標要求，結(jié)合教材特點及學生的實際情況，制作課件并組織學生上課，效果較好。九、教學過程：（一）復(fù)習提問1、電場強度的定義式為 ,方向 ；電勢差的定義式 ；2、汽車的輸出功率與牽引力和速度的關(guān)系式是如何導(dǎo)出的？3、液體的壓強公式是如何導(dǎo)出的？（二）、導(dǎo)入新課我們在以前已經(jīng)接觸過用已知公式導(dǎo)出新結(jié)論的方法，是不是也可以用來推

4、到電勢差與電場強度的關(guān)系式呢？（板書課題）（三）、推進新課1、推導(dǎo)公式：如圖（1）電荷q在勻強電場中沿電場線從A運動到B，距離為d,能用幾種方法計算電場力做了多少功？（提問學生）解答： WAB= UAB q WAB= Eqd 由得：UAB q= Eqd，UAB = Ed （1） （板書）即：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。（板書）2、思考與討論、公式UAB = Eq是否適用與非勻強電場呢？以點電荷為例。如圖（2）在正電荷的電場中，電荷q沿電場線從A運動到B，距離為d, 電場力做的功為WAB= UAB q ，但不等于EAqd，也不等于EBqd,所以UAB =

5、Eq不適用于點電荷的電場，對其他電場也不適用。（但并不是說在非勻強電場中電勢差與電場強度沒有關(guān)系，只是暫不推導(dǎo)）。、如果電荷在勻強電場中不沿電場線運動時應(yīng)該怎樣？如圖（3）電荷q沿C運動到D，電場力做功為WAB=UAB*q WAB= Eq AB sin 370 = Eq d 由 得：UAB = Ed或者E= UAB/ d (2) （板書）其意義是：在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點間的電勢差與這兩點沿電場方向的距離的比值。（板書）、在國際單位制中，物理公式即可以確定各物理量間的數(shù)量關(guān)系，又可以確定各物理量間的單位關(guān)系。由E= UAB/ d能得到電場強度的其他單位嗎？、電勢差是標量，電場強度是

6、矢量，在運用公式E= UAB/ d時該注意哪些地方？根據(jù)“沿著電場線方向電勢逐漸降低”，在知道電場方向時可沿著電勢由高到低表達正的電勢差，從而省去矢量方向的討論；若已知電勢差時可將負的電勢差變換成正值，使問題簡化。、對“思考與討論”的歸納：A、公式UAB = Ed和 E= UAB/ d只適用于勻強電場B、上式中的“d”是 沿著電場方向的距離。3、例題講解（見課件屏幕）A例1、由電勢差求電場強度（該題屬于基礎(chǔ)題，必須每個同學會做）(板書) 如圖（4），兩塊帶電的平行金屬板相距10cm,兩板間的電勢差UAB=100V, B板接地.電場中M點距A板2 cm， N點距B板1 cm，求M、N兩點的電勢。

7、分析：該題可根據(jù)E= UAB/ d先求出電場強度，然后由B=0 求出A板及M、N兩點的電勢。解：由E= UAB/ d，E=100/0.1V.m-1=103 V.m-1UAB=100V,B板接地 B=0,A=100V根據(jù)UAB = Ed，得UAM = Ed AM = 1030.02V=A -M =20V M=80VUNB = Ed NB = 1030.01VN B=10V= N=10V答：M、N兩點的電勢分別為80V和10V。說明：該題中的UNB就運用了沿電場線方向電勢差為正值的技巧。例2、由等勢面（或等勢線）判斷電場強度的方向。(板書)如圖（5），勻強電場中有A、B、C三點構(gòu)成等邊三角形，邊長

8、為4cm，將電荷量q=1.010-10C的正點電荷（不計重力），從A點移到B點，靜電力做功為-10-9J，若把同一電荷從A點移到C點靜電力做功也為-10-9J，求該電場的場強方向和大小。分析：該題中同一電荷從A點移到B點和A點移到C點，靜電力做功相同，可知B、C兩點是一條等勢線，電場線與等勢面（或線）垂直，可做出電場線的方向，再利用三角函數(shù)電場強度的大小。解析：UAB=WAB/q=-10-9/1.010-10 V=-10V UAC=WAC/q-10-9/1.010-10 V=-10V UAB= UAC B=C, BC 為等勢線 ，電場線垂直BC指向A如圖（6）中的一簇平行線所示。E=UBA/d

9、 DA = UBA/AB sin 600 =10/(0.04/2) V.m-1=500 V.m-1說明：利用等勢面確定電場強度的方向時應(yīng)該注意電場線一定垂直于等勢面（或等勢線）且沿著電場線方向電勢逐漸降低，并學會電勢差用正值。4、課堂達標訓練、勻強電場的場強E=103 V，沿著一條電場線上相距2 cm的P/Q兩點的電勢差是多少？、勻強電場中有A、 B、C、D四點構(gòu)成正方形，已知A=18 VB=14V, C=2V，D=10V，是確定電場強度的方向。如（圖7）5、小結(jié)、會用公式UAB = Ed和E= UAB/ d 計算相關(guān)物理量。、會由等勢面（或等勢線）判斷電場強度的方向。6、作業(yè)布置課本第2、3題（十