電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系教學(xué)設(shè)計

1、電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系粵教版教材 選修3-1模塊 第一章第 5節(jié)1 / 10【課題、課時】電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系（1課時）【教材內(nèi)容分析】1、課程標(biāo)準(zhǔn)對這節(jié)的要求：了解電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系。2、教材的地位和作用：本節(jié)內(nèi)容有兩個主題：（1）電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系，電勢與電場強(qiáng)度是電磁學(xué)中兩個非常重要的概念，他們都是用來描述電場性質(zhì)的物理量。兩者從不同的角度對電場性質(zhì)進(jìn)行描述，但通過靜電力做功在兩者之間建立了聯(lián)系。本節(jié)通過分析推理，導(dǎo)出勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式，通過分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的探究精神，同時能更好的理解電勢與電場強(qiáng)度兩個概念。（2）電場線與等勢面的關(guān)系

2、，通過觀察種電場線與等勢面的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。3、教材的編寫思路：教材在引入電場強(qiáng)度描述電場的力的特性以及引入電勢描述電場的能的特性后，又建立起電勢差與電場強(qiáng)度間的關(guān)系，并以此關(guān)系構(gòu)建電場的“力”與“能”這兩個側(cè)面間的聯(lián)系，從而幫助學(xué)生整體的認(rèn)識電場。4、教材的特點(diǎn)：電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系，本節(jié)從兩個方面說明兩者的聯(lián)系：一是電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系，教材通過“討論與交流”欄目，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下從理論上探究勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系；二是電場線與等勢面的關(guān)系，課本通過引導(dǎo)學(xué)生觀察幾種常見電荷電場線的分布與等勢面的關(guān)系，去歸納總結(jié)得出結(jié)論。5、教材的處理：首先強(qiáng)調(diào)電場強(qiáng)度和電勢分

3、別是描述電場這一事物的不同特性的物理量;然后在把電場強(qiáng)度和電勢建立在電場上，借助于電場力移動電荷做功而導(dǎo)致電勢能的改變這一動態(tài)過程，導(dǎo)出電勢差與電場強(qiáng)度間的關(guān)系;最后又通過分析、類比、運(yùn)用等環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生深刻的體會所建立起來的電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系的物理含義；引導(dǎo)學(xué)生觀察幾種常見電荷電場線的分布與等勢面，然后歸納、總結(jié)出電場線與等勢面的關(guān)系。【教學(xué)對象分析】1、學(xué)生的興趣：高中的學(xué)生既有年輕人好奇、好強(qiáng)的心理特點(diǎn)，又有比較強(qiáng)的邏輯思維能力和歸納總結(jié)能力。教學(xué)上要充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，發(fā)揮教師的主導(dǎo)和學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣。2、學(xué)生的知識基礎(chǔ)：在高中物理選修3-1中的第

4、一章第三節(jié)中，學(xué)習(xí)了描述電場力特性的物理量電場強(qiáng)度。在高中物理選修3-1中的第一章第四節(jié)中，以勻強(qiáng)電場為特例討論了靜電力做功的特點(diǎn)、引出電勢能、電勢和電勢差等概念。3、學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)：學(xué)生通過高中一年的學(xué)習(xí)已具備了一定的推理能力，也具備了一定的觀察能力、歸納總結(jié)能力。所以在這節(jié)課里，同學(xué)們能夠比較容易導(dǎo)出勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系。然而在一般電場中，電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系怎樣理解？這對于同學(xué)們則是比較困難的?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、知識與技能（1）掌握勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式。（2）理解電場線與等勢面的關(guān)系2、過程與方法通過分析推理，導(dǎo)出勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式，認(rèn)識科學(xué)

5、探究方法的多樣性。3、情感態(tài)度與價值觀通過分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的探究精神，體會自然界的統(tǒng)一性，發(fā)展對科學(xué)的好奇心和求知欲。同時領(lǐng)略物理方法的奧妙，體會物理科學(xué)的力量?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系【教學(xué)難點(diǎn)】對公式 U=E d中d的理解及公式的正確運(yùn)用 (d為沿場強(qiáng)方向兩點(diǎn)所在等勢面的距離)【教學(xué)策略設(shè)計】 本節(jié)課在教學(xué)的指導(dǎo)思想上，堅持學(xué)生自主學(xué)習(xí)的原則，通過教師指導(dǎo)，讓學(xué)生體會物理知識的構(gòu)建過程。在教學(xué)方法和手段上，綜合應(yīng)用講授、交流和討論等多種方法，并合理利用多媒體和傳統(tǒng)的教學(xué)方法相結(jié)合的手段。導(dǎo)出勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

6、式。采用類比方法，化解難題。在學(xué)法指導(dǎo)上，讓學(xué)生嘗試自己觀察、歸納、總結(jié)及推理，得出結(jié)論，使學(xué)生在獲取知識的同時領(lǐng)會物理學(xué)的研究方法，受到科學(xué)思維的訓(xùn)練以及協(xié)作精神、探索精神等情感態(tài)度價值觀的教育。 【教學(xué)用具】多媒體輔助教學(xué)設(shè)備、學(xué)案 【教學(xué)流程圖】開始描述圖片，背誦 (Describe the pictures and Recite the lesson)結(jié)束語 (Saying Goodbye)作業(yè)（ Homework ）表演 ( Act the scene)復(fù)習(xí)：電場中的幾個物理量：電場強(qiáng)度、電勢、電勢差 引入新課提出問題：電場強(qiáng)度與電勢、電勢差有什么聯(lián)系呢?學(xué)生觀察

7、分析得出結(jié)論提出問題：電場強(qiáng)度大的地方電勢是否一定高？反之又如何呢？探究電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系學(xué)生觀察分析得出結(jié)論提出問題：電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)電勢一定為零嗎？反之又如何呢？教師總結(jié)拓展學(xué)生推導(dǎo)得出結(jié)論通過勻強(qiáng)電場的例子來推算U和E之間的關(guān)系探究電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系提出問題學(xué)生思考推導(dǎo)歸納總結(jié)得出結(jié)論電場線與等勢面的關(guān)系小結(jié)、布置作業(yè)鞏固練習(xí)【教學(xué)過程設(shè)計】教學(xué)內(nèi)容和過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖一、引入新課復(fù)習(xí)提問：電場中的幾個物理量：電場強(qiáng)度、電勢、電勢差提出問題：電場強(qiáng)度從電場對電荷有作用力的角度描述電場，而電勢從電場力對在電場中移動的電荷做功的角度描述電場，既然描述的是同一電場，那么電場強(qiáng)度

8、與電勢、電勢差有什么聯(lián)系呢?二、新課教學(xué)（一）、電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系問題1：電場強(qiáng)度大的地方電勢是否一定高？反之又如何呢？結(jié)論： E大處不一定高；高處E也不一定大 問題2：電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)電勢一定為零嗎？反之又如何呢？ 結(jié)論：E為零處不一定為零，為零處E不一定為零 即兩者無直接關(guān)系（二）、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 如圖所示：表示在某一勻強(qiáng)電場中。把正電荷q由A點(diǎn)移動到B點(diǎn) ，設(shè)A、B兩點(diǎn)間的在電場方向上的距離為d，電勢差為U，場強(qiáng)為E。求電場力所做的功是多少？引導(dǎo)學(xué)生回憶、提問、點(diǎn)撥提出問題讓學(xué)生思考投影引導(dǎo)學(xué)生觀察討論投影引導(dǎo)學(xué)生觀察討論投影通過勻強(qiáng)電場的例子來推算U和E之間的關(guān)系回憶、思考、

9、代表回答思考猜想觀察討論分析觀察討論分析觀看思考通過復(fù)習(xí)，幫助學(xué)生回憶電場知識，并為本節(jié)課作鋪墊，同時加深對電場的理解。通過問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，提高學(xué)習(xí)效率通過分析、論證等思維過程，培養(yǎng)分析、推理能力創(chuàng)設(shè)條件,幫助學(xué)生通過問題推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)物理量的內(nèi)在聯(lián)系由功的定義和電場強(qiáng)度的定義可知：W=Fd=qEd 由電勢差定義可知： W=qU 綜合上式得到： U=Ed得出結(jié)論：勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)之間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場方向的距離的乘積。1、 表達(dá)式：U=EdU為兩點(diǎn)間電壓，E為場強(qiáng)，d為兩點(diǎn)間距離在場強(qiáng)方向的投影2、適用條件：勻強(qiáng)電場3、公式變形：E=U/d 4、

10、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系和力學(xué)現(xiàn)象中的某些關(guān)系非常相似。例如：物體在斜面上滑動時重力做功說明：電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系的三種說法（1）在勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩個點(diǎn)沿電場方向距離的乘積     UAB = E d    （2）在勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向距離的比值    E = UABd  （3）電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢拓展：提問：這個公式E=U/d非勻強(qiáng)電場中也能適用嗎？結(jié)論：這一比值在非勻強(qiáng)電場中也適用，

11、它表示兩點(diǎn)間的平均電場強(qiáng)度。不能計算，只能用來判斷。（三）、電場線與等勢面的關(guān)系問題：電場線與等勢面會存在怎樣的關(guān)系？提示學(xué)生：用兩種方法求功請同學(xué)們課后做些研究，在兩種過程及描述兩種過程的相應(yīng)的物理量之間建立起對應(yīng)的類比關(guān)系。說明總結(jié)提問引導(dǎo)分析引導(dǎo)學(xué)生觀察幾種常見電荷電場線的分布與等勢面討論完成解題思考討論思考思考討論交流提問學(xué)生分組討論使學(xué)生經(jīng)歷分析、推導(dǎo)、論證等思維過程，落實知識目標(biāo)體會類比，知識遷移的研究學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行物理研究方法和科學(xué)的態(tài)度通過歸納總結(jié)，能更進(jìn)一步理解兩者的關(guān)系通過拓展更好的理解這個物理公式適用條件培養(yǎng)同學(xué)間合作與交流。觀察總結(jié)能力理論推導(dǎo)同一等勢面上各點(diǎn)的

12、電勢相等。所以等勢面上各點(diǎn)之間的電勢差為零即：UAUB 或 UAB0由WqUAB可知在等勢面上移動電荷時電場力不做功在電場力和位移都不為零的情況下。不做功意味著電場力的方向與電荷移動的方向垂直可見電場線一定垂直等勢面結(jié)論：(1)電場線跟等勢面垂直； (2)沿著電場線的方向各等勢面上的電勢減小，逆著電場線的方向各等勢面上的電勢增大； (3)電場線密的區(qū)域等勢面密，電場線疏的區(qū)域等勢面疏三、小結(jié)1.場強(qiáng)與電勢無直接關(guān)系：E大，不一定大；大，E不一定大；E為零，不一定為零；為零，E不一定為零.2.場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系：定性：E越大，U越大定量：U=Ed E=U/d注：a、適用條件：勻強(qiáng)電場 b、d為沿

13、場強(qiáng)方向的距離四、鞏固練習(xí)1、將初速度為零的質(zhì)子放在電場中，在電場力作用下，質(zhì)子將向電勢高的地方運(yùn)動還是向電勢低的地方運(yùn)動，電勢能是增加還是減少?（答案：減少）2：下列說法正確的是 （D   ）A由公式U = Ed 得，在電場中兩點(diǎn)間電勢差等于場強(qiáng)與兩點(diǎn)間距離的乘積B由公式E = U/d得，在勻強(qiáng)電場中沿電場線方向上兩點(diǎn)間距離越大，電場強(qiáng)度就越小C在勻強(qiáng)電場中，任兩點(diǎn)間電勢差等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積D公式U = Ed只適用勻強(qiáng)電場然后引導(dǎo)學(xué)生思考、分析分析總結(jié)請大家總結(jié)把結(jié)果投影引導(dǎo)總結(jié)投影分析總結(jié)思考分析歸納總結(jié)回憶思考總結(jié)思考回答問題經(jīng)歷由感性到理性的升華，使思維過

14、程達(dá)到最高層次通過總結(jié)，能更深刻體會電場線跟等勢面的關(guān)系通過總結(jié)，整理思路，使知識更具系統(tǒng)性，同時培養(yǎng)歸納總結(jié)能力了解學(xué)生對規(guī)律的理解和應(yīng)用水平，指導(dǎo)學(xué)生分析問題，及時發(fā)現(xiàn)問題，同時鞏固所學(xué)知識3、如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點(diǎn)。已知A、B、C三點(diǎn)的電熱分別為UA=15V，UB=3V，UC=-3V。求：D點(diǎn)的電勢UD=？啟發(fā)性問題：1什么是“等勢面”？2在勻強(qiáng)電場中的等勢面是什么形式分布的？3A、C兩點(diǎn)電勢差UAC=？B、C兩點(diǎn)電勢差UBC=？4你畫出通過B點(diǎn)的“等勢線”嗎？你能畫出通過D點(diǎn)的“等勢線”嗎？5通過上列的四個啟發(fā)性問題，你能想到解答本題的基本思路嗎？教師分

15、析思路，并歸納總結(jié)五、布置作業(yè)P20 3、4啟發(fā)提問請學(xué)生上黑板上解題分析說明歸納總結(jié)思考討論結(jié)合啟發(fā)性問題，在下面完成解題過程通過問題步步深入對電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系的理解本題難度稍大，通過啟發(fā)因引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思維，降低難度及時鞏固所學(xué)的知識，學(xué)會分析解決問題【板書設(shè)計】第五節(jié) 電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系一、電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系 （無直接關(guān)系）E大處不一定高；高處E也不一定大 E為零處不一定為零，為零處E不一定為零 二、電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系 U=Ed說明：只適用于勻強(qiáng)電場 d：沿場強(qiáng)方向的距離 三、電場線與等勢面的關(guān)系特點(diǎn)：電場線與等勢面相互垂直沿著電場線電勢降低【學(xué)案設(shè)計】【課題】：電場強(qiáng)度與

16、電勢差的關(guān)系【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系U=Ed,并能推導(dǎo)出這個關(guān)系式。2、會用關(guān)系式U=Ed進(jìn)行計算。3、通過分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系,培養(yǎng)分析、推理能力。4、通過從不同角度認(rèn)識電場強(qiáng)度與電勢、電勢差的關(guān)系，使我們在遇到具體問題時要注意分析，不要武斷地下結(jié)論，養(yǎng)成多角度多方面看問題的學(xué)習(xí)品質(zhì)?！局攸c(diǎn)】場強(qiáng)與電勢差關(guān)系的理解及應(yīng)用。U=Ed及其成立條件?！倦y點(diǎn)】電勢與場強(qiáng)無直接的關(guān)系；會用關(guān)系式U=Ed進(jìn)行有關(guān)的計算【知識回顧】1、電場強(qiáng)度 2、電勢差【自主導(dǎo)學(xué)】1、電勢差與電場強(qiáng)度：在勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于_與這兩點(diǎn)沿_方向上距離的乘積2、電場強(qiáng)度與電勢差：

17、在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的_與兩點(diǎn)沿_方向距離的比值，公式E_，單位_3、如圖所示將電荷量為q的電荷由A移動到B點(diǎn),AB間距離為d,場強(qiáng)為E, AB兩點(diǎn)間電勢差為UAB, （1）求電場力的功。(2)推導(dǎo)U和E的關(guān)系.【夯實基礎(chǔ)】1下述關(guān)于勻強(qiáng)電場的結(jié)論錯誤的是（ ）A公式EFq也適用于勻強(qiáng)電場B根據(jù)UEd可知，任意兩點(diǎn)的電勢差與這兩點(diǎn)的距離成正比C勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)值等于沿場強(qiáng)方向每單位長度上的電勢差值D勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向總是跟電荷所受電場力的方向一致2關(guān)于靜電場的說法中正確的是（ ）A在勻強(qiáng)電場中，任意兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)間的距離成正比B在勻強(qiáng)電場中，電勢降低的方向就是場強(qiáng)的方向

18、C電荷在等勢面上移動時不受電場力D若電場力對電荷作正功，電荷的電勢能一定減小，而動能不一定增加3電場中有一條直線，在直線上有M、N兩點(diǎn)，若將一試探電荷Q從直線外的P點(diǎn)分別移到M、N兩點(diǎn)，電場力對Q做功相等，則 ( )A該電場若是勻強(qiáng)電場，則M、N連線一定與電場線平行B該電場若是勻強(qiáng)電場，則M、N連線定與電場線垂直C該電場若是由一個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，則M、N兩點(diǎn)的電勢和場強(qiáng)都相同D該電場若是由一個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，則M、N兩點(diǎn)的電勢相等，電場強(qiáng)度不同圖14如圖1中，a、b、c、d、e五點(diǎn)在一直線上，b，c兩點(diǎn)間的距離等于d、e兩點(diǎn)間的距離在a點(diǎn)固定放置一個點(diǎn)電荷，帶電荷量為+Q，已知在+Q的電場中b、c兩點(diǎn)間的電勢差為U，將另一個點(diǎn)電荷+q從d點(diǎn)移動到e點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是 ( )A電場力做功qU B克服電場力做功qUC電場力做功大于qU D電場力做功小于qU圖25已知空氣的擊穿電場強(qiáng)度為2×106 Vm，測得某一次閃電，設(shè)閃電的火花路徑為直線，其火花長為1000m，則發(fā)生這次閃電時，放電路徑兩端的電勢差U V，若這次閃電通過的電荷量為30C，則釋放的能量W J6圖2中的實線為電場線，虛線為等勢線，a、b兩點(diǎn)的電勢-50 V，-20 V，則a、b連線中點(diǎn)c的電勢應(yīng)為 ( )A-35 V B>-35 VC&