j.Co M

選修3-1
第一章
1.4電勢能、電勢設(shè)計
一【教材分析】
本節(jié)內(nèi)容主要是研究電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系，雖然前者是標(biāo)量，后者是矢量，但通過靜電力做功在兩者之間建立了聯(lián)系。本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)是勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)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。
二【目標(biāo)】
1、知識與技能
定性把握電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系，理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的定量關(guān)系。
2、過程與方法
通過對勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問題的能力．
3、情感態(tài)度與價值觀
從不同角度認(rèn)識電場、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)對物理學(xué)科的興趣、堅定思考探索物理的的信念，領(lǐng)略物理方法的奧妙，體會物理科學(xué)的力量。
三【重點(diǎn)、難點(diǎn)】
重點(diǎn)：勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
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)
四【學(xué)情分析】
電場強(qiáng)度和電勢都是描述電場性質(zhì)的物理量，兩者從不同的角度對電場性質(zhì)進(jìn)行描述。對于這節(jié)課的講解，只要求讓學(xué)生定性了解電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系就可以了。對于勻強(qiáng)電場，在講授時，只要求學(xué)生了解它們的定量關(guān)系式，即在勻強(qiáng)電場中推導(dǎo)出電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系公式，并通過公式變形，用比值的方法指出電場強(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。通過分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。

五【教學(xué)方法】
講授法、推理法、歸納法
六【課前準(zhǔn)備】
多媒體輔助教學(xué)設(shè)備、練習(xí)資料
七【課時安排】一課時
八教學(xué)過程
（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
★問題：
電場的兩個基本性質(zhì)是什么？
☆答：電場的兩個基本性質(zhì)：
電場的力的性質(zhì)（ ）
（二）情景引入、展示目標(biāo)
電場的能的性質(zhì)（電勢能、電勢、 、電勢差 ）

電勢
↓
電場強(qiáng)度E → ？→ 電勢差（）
↓ ↓
電場力（）→ 電勢能的變化等于電場力
所做的功（）
電場強(qiáng)度描述電場的力的性質(zhì)，而電勢描述電場的能的性質(zhì)，且電勢差跟電場力做功相聯(lián)系，那么電場強(qiáng)度E和電勢差U又有什么關(guān)系呢？
傾聽、思考、
回答
培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、
【新課教學(xué)】：
●一、電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系
通過勻強(qiáng)電場的例子來推算U和E之間的關(guān)系。
如圖所示：表示某一勻強(qiáng)電場的等勢面和電場線。沿場強(qiáng)方向把正電荷q由A點(diǎn)移動到B點(diǎn) ，設(shè)A、B兩點(diǎn)間的距離為d，電勢差為U，場強(qiáng)為E。
★問題：電場力所做的功是多少？
分析：
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
綜合上式得到
U=Ed
（三）合作探究、精講點(diǎn)播
☆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=Ed
U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：
在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位距離上的電勢差。
但此公式不是U=Ed簡單的變形，它的物理意義是：電場強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)間沿電場方向的距離的比值。這一比值在非勻強(qiáng)電場中也適用，它表示兩點(diǎn)間的平均電場強(qiáng)度。
思考、分析、
推導(dǎo)、回答
培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析解決問題的能力
●二、電場強(qiáng)度三個公式的區(qū)別
公式
含義
適用條件
電場強(qiáng)度的定義式
任意電場
是真空中點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)計算公式

真空中點(diǎn)電荷電場
是勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)的計算公式 （d為沿場強(qiáng)方向的距離）
勻強(qiáng)電場
傾聽、回答
鞏固知識點(diǎn)，培養(yǎng)總結(jié)歸納的能力
（四）反思總結(jié)
1、在勻強(qiáng)電場中，電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系為：
UAB = E d 或 E = UAB／d
注意：（d為沿場強(qiáng)方向上的距離）
2、電場強(qiáng)度三個公式的區(qū)別
發(fā)學(xué)案布置作業(yè)作業(yè)
P23-1、2 ；P24-3、4 ； 資料
九【板書設(shè)計】
第六節(jié) 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系


電勢
↓
電場強(qiáng)度E → ？→ 電勢差（）
↓ ↓
電場力（）→ 電勢能的變化等于電場力
所做的功（）

電勢
↓
電場強(qiáng)度E → ？→ 電勢差（）
↓ ↓
電場力（）→ 電勢能的變化等于電場力
所做的功（）

電勢
↓
電場強(qiáng)度E → ？→ 電勢差（）
↓ ↓
電場力（）→ 電勢能的變化等于電場力
所做的功（）

電勢
↓
電場強(qiáng)度E → ？→ 電勢差（）
↓ ↓
電場力（）→ 電勢能的變化等于電場力
所做的功（）

電勢
↓
電場強(qiáng)度E → ？→ 電勢差（）
↓ ↓
電場力（）→ 電勢能的變化等于電場力
所做的功（）
一、電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系
1、表達(dá)式：U=Ed
U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：
二、電場強(qiáng)度三個公式的區(qū)別
十【教學(xué)反思】討論電勢差和電場強(qiáng)度方向的關(guān)系時，為了便于學(xué)生接受，可以以生活實例讓學(xué)生加強(qiáng)理解；在介紹平行板電容器實驗裝置時，應(yīng)講清靜電計張角的大小為什么能夠表示電容器兩極板之間的電壓大��；關(guān)于恒定電場，學(xué)生知道這些就足夠了，不必分析導(dǎo)體內(nèi)電荷分布的具體情況，也不必分析電荷分布達(dá)到平衡的過程。



第六節(jié) 電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
【預(yù)習(xí)目標(biāo)】
（一）、知識與技能
1. 定性掌握電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系。
2. 定量掌握勻強(qiáng)場中電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系。
（二）、過程與方法
1．看前面知識結(jié)構(gòu)圖：復(fù)習(xí)鞏固舊知識 引出新課通過知識網(wǎng)絡(luò)圖，更加牢固地掌握的已學(xué)知識更加牢固。
2．通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
3．看圖探討得出一些常見結(jié)論（師生互動、探討）
【預(yù)習(xí)內(nèi)容】
一、[復(fù)習(xí)舊課]
1.電場的兩大性質(zhì)：
①力的性質(zhì)： 。
②能的性質(zhì)：電場可用 形象表示
還可用 形象表示
2.看知識結(jié)構(gòu)圖：復(fù)習(xí)鞏固舊知識

二、[學(xué)習(xí)新課]：
1．電場力的性質(zhì)：力和能是貫穿物理學(xué)的兩條主線，空間只要有電荷的存在，在它的周圍就存在 （E是客觀存在而又看不見摸不著的），電場有最基本的特性： 。可以通過電荷的受力去研究電場。
2．電場能的性質(zhì)：電場力移動電荷對電荷做功。會導(dǎo)致電勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化（因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度）做功的多少決定了能量轉(zhuǎn)化的數(shù)量。
3、推導(dǎo)電場強(qiáng)度和電勢差的關(guān)系
問題一：若沿場強(qiáng)方向移動電荷
如圖：表示某一勻強(qiáng)電場的等勢面和電場線。沿場強(qiáng)方向把正電荷q由A點(diǎn)移動到B點(diǎn) ，設(shè)A、B兩點(diǎn)間的距離為d，電勢差為U，場強(qiáng)為E。則電場力所做的功：
從力的角度： Ｗ= = ①
從能的角度： Ｗ= ②
由 ① ② 兩式得: U = 　
結(jié)論：在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢差等于
4、表達(dá)式：U = 或：E = （d為 ）
在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于
5、注意：U = Ed和E = U/d的適用條件是：
6、單位關(guān)系：1V/m =1N/C
問題二：若不是沿場強(qiáng)方向移動電荷？
如圖，在勻強(qiáng)電場E中，有相距為L的A、B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)連線與場強(qiáng)方向成α角。則A、B兩點(diǎn)間的電勢差為U = EL，對不對？
[解析] ：（試著推導(dǎo)）

5、電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系的３種說法
（1）在勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于 ．
UAB = E d
（2）在勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度的大小等于
E = UAB／d
（3）電場強(qiáng)度在數(shù)值上＝沿電場方向每單位距離上降低的電勢．
看圖討論：得出一些結(jié)論 （互動、探討）
問題三：電場中A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎？
[說明]電場中兩點(diǎn)間的電勢差，
類同于重力場中兩點(diǎn)間的高度差：
高度差Δh 跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)，　只與A、B的位置有關(guān)
6、電勢差UAB 跟移動電荷的路徑無關(guān)，只與A、B的位置有關(guān)。
問題四： 單位長度內(nèi)，沿AB、 AB? 兩個方向，哪個電勢降落的快？
7、場強(qiáng)E的方向是 降落最快的方向。
應(yīng)用：在勻強(qiáng)電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間的電勢差 。
問題五：非勻強(qiáng)電場中，等差等勢面之間的距離相等嗎？
如點(diǎn)電荷的電場中的等勢面
8、結(jié)論：等差等勢面密處場強(qiáng) ，等勢面疏處場強(qiáng) 。
請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間?
提出疑惑：


課內(nèi)探究學(xué)案：
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1. 定性掌握電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系。
2. 定量掌握勻強(qiáng)場中電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系。
【學(xué)習(xí)過程】
1．電場力的性質(zhì)：力和能是貫穿物理學(xué)的兩條主線，空間只要有電荷的存在，在它的周圍就存在 （E是客觀存在而又看不見摸不著的），電場有最基本的特性： �？梢酝ㄟ^電荷的受力去研究電場。
2．電場能的性質(zhì)：電場力移動電荷對電荷做功。會導(dǎo)致電勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化（因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度）做功的多少決定了能量轉(zhuǎn)化的數(shù)量。
3、推導(dǎo)電場強(qiáng)度和電勢差的關(guān)系
問題一：若沿場強(qiáng)方向移動電荷
如圖：表示某一勻強(qiáng)電場的等勢面和電場線。沿場強(qiáng)方向把正電荷q由A點(diǎn)移動到B點(diǎn) ，設(shè)A、B兩點(diǎn)間的距離為d，電勢差為U，場強(qiáng)為E。則電場力所做的功：
從力的角度： Ｗ= = ①
從能的角度： Ｗ= ②
由 ① ② 兩式得: U = 　
結(jié)論：在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢差等于
4、表達(dá)式：U = 或：E = （d為 ）
在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于
5、注意：U = Ed和E = U/d的適用條件是：
6、單位關(guān)系：1V/m =1N/C
問題二：若不是沿場強(qiáng)方向移動電荷？
如圖，在勻強(qiáng)電場E中，有相距為L的A、B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)連線與場強(qiáng)方向成α角。則A、B兩點(diǎn)間的電勢差為U = EL，對不對？
[解析] ：（試著推導(dǎo)）


5、電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系的３種說法
（1）在勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于 ．
UAB = E d
（2）在勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度的大小等于
E = UAB／d
（3）電場強(qiáng)度在數(shù)值上＝沿電場方向每單位距離上降低的電勢．
看圖討論：得出一些結(jié)論 （互動、探討）
問題三：電場中A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎？
[說明]電場中兩點(diǎn)間的電勢差，
類同于重力場中兩點(diǎn)間的高度差：
高度差Δh 跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)，　只與A、B的位置有關(guān)
6、電勢差UAB 跟移動電荷的路徑無關(guān)，只與A、B的位置有關(guān)。
問題四： 單位長度內(nèi)，沿AB、 AB? 兩個方向，哪個電勢降落的快？
7、場強(qiáng)E的方向是 降落最快的方向。
應(yīng)用：在勻強(qiáng)電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點(diǎn)間的電勢差 。
問題五：非勻強(qiáng)電場中，等差等勢面之間的距離相等嗎？
如點(diǎn)電荷的電場中的等勢面
8、結(jié)論：等差等勢面密處場強(qiáng) ，等勢面疏處場強(qiáng) 。
請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間?
【反思總結(jié)】
討論電勢差和電場強(qiáng)度方向的關(guān)系時，為了便于學(xué)生接受，可以以生活實例讓學(xué)生加強(qiáng)理解；在介紹平行板電容器實驗裝置時，應(yīng)講清靜電計張角的大小為什么能夠表示電容器兩極板之間的電壓大小；關(guān)于恒定電場，學(xué)生知道這些就足夠了，不必分析導(dǎo)體內(nèi)電荷分布的具體情況，也不必分析電荷分布達(dá)到平衡的過程。
【當(dāng)堂檢測：】
1．下列說法正確的是 （ ）
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
2、如圖，a、b、c是一條電場線上的三個點(diǎn)，電場線的方向由a到c, a、b間的距離等于b、c間的距離。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢和場強(qiáng)。下列哪個正確？ （ ）
A.φa＞φb＞φc B. Ea＞Eb＞Ec
C.φa－φb=φb－φc D. Ea=Eb=Ec
3、在電場強(qiáng)度為600 N/C的勻強(qiáng)電場中，A、B兩點(diǎn)相距5 cm，若A、B兩點(diǎn)連線是沿著電場方向時，則A、B兩點(diǎn)的電勢差是_____ V。若A、B兩點(diǎn)連線與電場方向成60°時， 則A、B兩點(diǎn)的電勢差是________V；若A、B兩點(diǎn)連線與電場方向垂直時，則A、B兩點(diǎn)的電勢差是_______V。

【課后練習(xí)與提高】
[練習(xí)1] 以下說法正確的是：
A、 勻強(qiáng)電場中各處的場強(qiáng)相等，電勢也相等；( )
B、 場強(qiáng)為零的區(qū)域中，電勢處處相同；
C、 沿電場線方向電場強(qiáng)度一定越來越�。�
D、 電勢降低的方向就是電場線的方向。
[練習(xí)2] 圖中實線表示電場線，虛線表示等勢面，過a.b兩點(diǎn)的等勢面的電勢分別為40V、20V，那么ab連線的中點(diǎn)的電勢值為（�。�
　A 等于30V
B 大于30V
C 小于30V
D 無法確定
鞏固練習(xí)答案：1.D 2.B
課堂練習(xí)答案：1。B 2。C

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaoer/74585.html

相關(guān)閱讀：3.2磁感應(yīng)強(qiáng)度