16電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、1.6 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（教學(xué)設(shè)計(jì)）城南中學(xué)岑香珍【教材分析】教材使用人教版物理選修3-1，本節(jié)內(nèi)容主要是研究電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度是本章重要的概念，它們分別描述了電場(chǎng)的兩大性質(zhì)：能的性質(zhì)和力的性質(zhì)，前者是標(biāo)量，后者是矢量，但通過(guò)靜電力做功在兩者之間建立了聯(lián)系，因此本節(jié)內(nèi)容起一個(gè)橋梁、紐帶的作用，將電場(chǎng)的兩大性質(zhì)聯(lián)系了起來(lái)。在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)，只要求學(xué)生定性了解電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系；對(duì)于勻強(qiáng)電場(chǎng)，也只要求學(xué)生了解它們的定量關(guān)系式即可?！緦W(xué)情分析】前面已經(jīng)學(xué)過(guò)了電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力、電勢(shì)差以及電場(chǎng)力所做的功，兩種求電場(chǎng)力的功的方法學(xué)生也相對(duì)比較熟悉，本節(jié)課主要

2、是公式的使用條件以及應(yīng)用，所以對(duì)于這節(jié)課的教學(xué)，首先讓學(xué)生自己動(dòng)手推導(dǎo)，尋找到關(guān)系，也體驗(yàn)推動(dòng)的樂(lè)趣，然后再利用所建立起來(lái)的關(guān)系解決相關(guān)的問(wèn)題，但在各種圖象d不在電場(chǎng)方向時(shí)的處理，學(xué)生還是很難把握?！驹O(shè)計(jì)思想】 利用舊知導(dǎo)入新課，再讓學(xué)生自己利用在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力做功的兩種計(jì)算方法動(dòng)手推導(dǎo)，建立起電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度間的關(guān)系，然后再利用所建立起來(lái)的關(guān)系解決相關(guān)的問(wèn)題，以達(dá)到幫助學(xué)生確認(rèn)與理解上述關(guān)系的目的【教學(xué)目標(biāo)】（一）知識(shí)與技能1理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系u=ed，并能推導(dǎo)這個(gè)關(guān)系式。2會(huì)用u=ed進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，明確d的含義。3定性把握非勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。（

3、二）過(guò)程與方法1.看前面知識(shí)結(jié)構(gòu)圖：復(fù)習(xí)鞏固舊知識(shí) 引出新課通過(guò)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖使學(xué)生掌握的知識(shí)更加牢固。2通過(guò)對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問(wèn)題的能力。3學(xué)生利用學(xué)過(guò)的知識(shí)分析推理、啟發(fā)引導(dǎo)、分析推理，在教師的指導(dǎo)下總結(jié)應(yīng)用。4. 通過(guò)對(duì)電場(chǎng)力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1從不同角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)對(duì)物理學(xué)科的興趣、堅(jiān)定思考探索物理的的信念，讓學(xué)生學(xué)會(huì)多角度多方面看問(wèn)題。2通過(guò)公式的推導(dǎo)，讓學(xué)生體會(huì)到物理中推理過(guò)程的邏輯美，領(lǐng)略物理方法的奧妙，體會(huì)物理科學(xué)的力量?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1對(duì)

4、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系ued的理解。2場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)降低最快的方向?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，對(duì)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的定性比較。2用關(guān)系式ued進(jìn)行有關(guān)計(jì)算【教學(xué)方法】學(xué)生自主探究、小組討論的啟發(fā)式綜合教學(xué)法【教學(xué)過(guò)程】一、復(fù)習(xí)舊知，引入新課1電場(chǎng)強(qiáng)度：3靜電力功的兩種計(jì)算方法：2電勢(shì)差的概念：4. 看知識(shí)結(jié)構(gòu)圖：復(fù)習(xí)鞏固舊知識(shí) 引出新課問(wèn)題：既然電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差都可以描述電場(chǎng)，那么兩者之間有何關(guān)系？二、展示學(xué)習(xí)目標(biāo)，明確學(xué)習(xí)任務(wù)三、新課教學(xué)（一）、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（教學(xué)設(shè)想：讓學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，自己完成多媒體所展示的內(nèi)容，學(xué)會(huì)親自推導(dǎo)，了解該關(guān)系的來(lái)龍去脈，使學(xué)生

5、在獲取知識(shí)的同時(shí)，感受到成功的愉悅，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。）1、如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為，一試探電荷q從電場(chǎng)中a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，求：靜電力做的功w為多少？2、如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為e，電荷q從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，求：靜電力做的功w為多少？（由學(xué)生自己推導(dǎo)，教師巡視，解答學(xué)生在推導(dǎo)過(guò)程中可能存在的一些疑問(wèn)。）抽一個(gè)學(xué)生到黑板上展示他的推導(dǎo)過(guò)程，得到以下結(jié)論：3、比較功的兩個(gè)計(jì)算結(jié)果，可以得到： 即：勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離的乖積。教師活動(dòng)：提出問(wèn)題，分別引導(dǎo)學(xué)生從能和力的角度求靜電力做的功。學(xué)生活動(dòng)：自己動(dòng)手推導(dǎo)，得出結(jié)論。（二）、思

6、考與討論上面討論中a、b兩點(diǎn)位于同一條電場(chǎng)線上。如果它們不在同一條電場(chǎng)線上，如圖所示，還能得出以上結(jié)論嗎？試試看。（教學(xué)設(shè)想：讓學(xué)生充分進(jìn)行分組討論，各抒己見(jiàn)，最后引導(dǎo)學(xué)生得到正確結(jié)論。）（三）、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系也可以寫(xiě)作它的意義是：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值。也就是說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)。也可以理解為：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，相互平行且距離相等的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。由上式還可以得到電場(chǎng)強(qiáng)度的另一個(gè)單位：伏特每米（v/m）。因此，這個(gè)單位與前面學(xué)過(guò)的單位牛頓每庫(kù)侖（n/c）相同。教師活動(dòng)：老師分析引導(dǎo)。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)

7、生跟隨老師思路自己分析，小組討論，得出結(jié)論。（四）、注意事項(xiàng)1、上式的適用條件：勻強(qiáng)電場(chǎng)；2、d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離（或者說(shuō)等勢(shì)面間的距離）。3、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的方向關(guān)系：由下圖可知，電荷沿ab、ac、ad路徑電勢(shì)均降落且相等，其中ab路徑電勢(shì)降落得最快，即單位長(zhǎng)度上的電勢(shì)差最大。由此可知，電勢(shì)差降落得最快的方向是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。4、對(duì)一些非勻強(qiáng)電場(chǎng)的問(wèn)題也可以由公式進(jìn)行定性的判斷，例如：如圖所示，mn是一負(fù)的點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，場(chǎng)強(qiáng)方向由m指向n，ab=bc，a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)分別為ea、eb、ec和a、b、c， 【解析】因?yàn)閙n是負(fù)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，所以沿

8、電線方向是靠近負(fù)電荷的方向場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大，ea<eb<ec，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)一定降低，a-bb-c。設(shè)想將一正的點(diǎn)電荷q由a移到b再移到c，由于a、b間的場(chǎng)強(qiáng)小于b、c間的場(chǎng)強(qiáng)，所以由u = ed 可推得a-b<b-c。教師活動(dòng)：教師詳細(xì)講解并強(qiáng)調(diào)學(xué)生注意的地方。學(xué)生活動(dòng)：跟隨教師理解各項(xiàng)注意事項(xiàng)。（五）、問(wèn)題與練習(xí)（教學(xué)設(shè)想：通過(guò)以下的一組練習(xí)題，讓同學(xué)們進(jìn)一步理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。）例1、勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線與ac平行，把108c的負(fù)電荷從a移至b，靜電力做功6×108j， ab長(zhǎng)6cm，求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的方向；（2）設(shè)b處電勢(shì)為1v，則a處

9、電勢(shì)為多少？（3）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是多少？教師活動(dòng)：學(xué)生分析后，教師總結(jié)。學(xué)生活動(dòng)：分析并寫(xiě)出答案，（六）拓展練習(xí)（教學(xué)設(shè)想：通過(guò)本題，開(kāi)拓學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)處理問(wèn)題的靈活性。）如圖為某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布，其中圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示過(guò)a、b兩點(diǎn)的等勢(shì)面，電勢(shì)分別是，,那么、連線中點(diǎn)的電勢(shì)為（ ）a bc d上述情況都有可能本題小結(jié)：適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)的計(jì)算，但對(duì)于某些非勻強(qiáng)電場(chǎng)的問(wèn)題，可以進(jìn)行定性的分析。（七）課堂小結(jié)（教學(xué)設(shè)想：對(duì)本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括，并引導(dǎo)學(xué)生概括場(chǎng)強(qiáng)三公式、對(duì)比其適用條件。）四、課后作業(yè)1、完成問(wèn)題與練習(xí)： 1、2、3、4。2、閱讀教材內(nèi)容【板書(shū)設(shè)計(jì)】1

10、.6電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系分析推導(dǎo)：或1. 適用條件：（1）e為勻強(qiáng)電場(chǎng)；（2）d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離（或者說(shuō)等勢(shì)面間的距離）。2、意義：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值。也就是說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)。兩個(gè)相同的單位：v/m、n/c。4方向關(guān)系：電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降落最快的方向【教學(xué)反思】1、 這節(jié)課的重點(diǎn)就在公式的理解，特別是在d不在電場(chǎng)方向時(shí)如何處理；2、 在講解時(shí)特別要把握好電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化之間的關(guān)系，這兩個(gè)關(guān)系之間的內(nèi)部邏輯，但也不要指望學(xué)生在一節(jié)課就解決所有問(wèn)題；3、 教學(xué)中重視啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想，分析物理量間的關(guān)系，要使學(xué)生不僅知道結(jié)論，并會(huì)推導(dǎo)得出結(jié)論以及在一定條件下正確應(yīng)用結(jié)論；4、 本節(jié)課引入不夠，應(yīng)該以知識(shí)結(jié)構(gòu)圖的形式引出課題，通過(guò)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖使學(xué)生掌握的知識(shí)更加牢固；5、 講解