電勢差與電場強度的關系教學設計

1、梅州市2010年普通高中物理課堂教學設計參評課例電場強度與電勢差的關系粵教版教材 選修3-1模塊 第一章第5節(jié)【課題、課時】電場強度與電勢差的關系（1課時）【教材內容分析】1、課程標準對這節(jié)的要求：了解電場強度與電勢差的關系。2、教材的地位和作用：本肖內容有兩個主題：（1）電勢差與電場強度的關系，電勢 與電場強度是電磁學中兩個非常重要的概念，他們都是用來描述電場性質的物理量。兩者從 不同的角度對電場性質進行描述，但通過靜電力做功在兩者之間建立了聯(lián)系。本肖通過分析 推理，導岀勻強電場中電勢差與電場強度的關系式，通過分析尋找物理量之間的內在聯(lián)系， 培養(yǎng)學生對科學的探究精神，同時能更好的理解電勢與電

2、場強度兩個概念。（2）電場線與 等勢而的關系，通過觀察種電場線與等勢而的特點，培養(yǎng)學生歸納總結的能力。3、教材的編寫思路：教材在引入電場強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度間的關系，并以此關系構建電場的“力“與“能” 這兩個側而間的聯(lián)系，從而幫助學生整體的認識電場。4、教材的特點：電勢與電場強度的關系，本節(jié)從兩個方而說明兩者的聯(lián)系：一是電勢 差與電場強度的關系，教材通過“討論與交流”欄目，讓學生在教師的指導下從理論上探究 勻強電場中電勢差與電場強度的關系；二是電場線與等勢面的關系，課本通過引導學生觀察 幾種常見電荷電場線的分布與等勢而的關系，去歸納

3、總結得出結論。5、教材的處理：首先強調電場強度和電勢分別是描述電場這一事物的不同特性的物理 雖:;然后在把電場強度和電勢建立在電場上，借助于電場力移動電荷做功而導致電勢能的改 變這一動態(tài)過程，導岀電勢差與電場強度間的關系;最后又通過分析、類比、運用等環(huán)節(jié)， 幫助學生深刻的體會所建立起來的電勢差與電場強度的關系的物理含義：引導學生觀察幾種 常見電荷電場線的分布與等勢而，然后歸納、總結出電場線與等勢而的關系?！窘虒W對象分析】1、學生的興趣：高中的學生既有年輕人好奇、好強的心理特點，又有比較強的邏輯思 維能力和歸納總結能力。教學上要充分調動學生的積極性和主動性，發(fā)揮教師的主導和學生 的主體作用，培養(yǎng)

4、學生對物理的學習興趣。2、學生的知識基礎：在髙中物理選修3-1中的第一章第三節(jié)中，學習了描述電場力特 性的物理量一一電場強度。在髙中物理選修3-1中的第一章第四節(jié)中，以勻強電場為特例討 論了靜電力做功的特點、引岀電勢能、電勢和電勢差等概念。3、學生的認知特點：學生通過高中一年的學習已具備了一泄的推理能力，也具備了一 龍的觀察能力、歸納總結能力。所以在這節(jié)課里，同學們能夠比較容易導出勻強電場中電勢 差與電場強度的關系。然而在一般電場中，電勢差與電場強度之間的關系怎樣理解？這對于 同學們則是比較困難的?！窘虒W目標】1、知識與技能（1）掌握勻強電場中電勢差與電場強度的關系式。（2）理解電場線與等勢面

5、的關系2、過程與方法通過分析推理，導岀勻強電場中電勢差與電場強度的關系式，認識科學探究方法 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在聯(lián)系，培養(yǎng)學生對科學的探究精神，體會自然界 的統(tǒng)一性，發(fā)展對科學的好奇心和求知欲。同時領略物理方法的奧妙，體會物理科學 的力量?！窘虒W重點】勻強電場中電勢差與電場強度的關系【教學難點】對公式U=Ed中d的理解及公式的正確運用（d為沿場強方向兩點所在等勢而的距離） 【教學策路設計】本宵課在教學的指導思想上，堅持學生自主學習的原則，通過教師指導，讓學生體會物理知識的構建過程。在教學方法和手段上，綜合應用講授.交流和討論等多種方法，并合理利用多媒體和

6、傳統(tǒng)的教學方法相結合的手段。導出勻強電場中電勢差與電場強度的關系式。采用類比方 法，化解難題。在學法指導上，讓學生嘗試自己觀察、歸納.總結及推理，得出結論，使學生在獲取知識的同時領會物理學的研究方法，受到科學思維的訓練以及協(xié)作精神、探索精神等情感 態(tài)度價值觀的教育。【教學用具】學案多媒體輔助教學設備、【教學流程圖】提出問題：電場強度與電勢、電勢差有什么聯(lián)系呢?探究電勢與 電場強度的c 關系提出問題：電場強度大的地方電勢 是否一定髙？反之又如何呢？學生觀察分 析得出結論提出問題：電場強度為零的點電勢 一左為零嗎？反之又如何呢？學生觀察分 析得出結論探究電場強 度與電勢差 的關系通過勻強電場的 例

7、子來推算U和 E之間的關系學生推教師總導得岀1/結拓展結論 復習：電場中的幾個物理量：電場強度、電勢、電勢差電場線與等1學生思1歸納總結 得出結論勢面的關系A問題'A 考推導iA鞏固練習A小結.布置作業(yè)【教學過程設計】教學內容和過程教師活動學生活動設計意圖一. 引入新課復習提問：電場中的幾個物理量：電場強度、電勢、電 勢差提出問題：電場強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，那么電場強度與電勢、電 勢差有什么聯(lián)系呢？二、新課教學（一）、電勢與電場強度的關系問題1:電場強度大的地方電勢是否一左 高？反之又如

8、何呢？結論：e大處e不一宦高：“髙處e也不一 定大問題2：電場強度為零的點電勢一泄為零 嗎？反之又如何呢？結論：e為零處e不一泄為零，e為零處e 不一定為零即兩者無直接關系（二入電勢差與電場強度的關系如圖所示：表示在某一勻強電場中。把正電 荷q由A點移動到B點，設A. B兩點間的 在電場方向上的距離為d,電勢差為U,場強 為E。求電場力所做的功是多少？Bz引導學生回 憶、提問、點 撥提岀問題 讓學生思考生學 影導察論 投引觀討生學影導察論投引觀討投影通過勻強電 場的例子來 推算I；和E之 間的關系回憶、 思考、 代表回答思考猜想看考觀思通過復習，幫助 學生回憶電場 知識，并為本節(jié) 課作鋪墊，同

9、時 加深對電場的 理解。通過問題激發(fā) 學生的學習興 趣和求知欲望， 提髙學習效率通過分析、論證 等思維過程，培 養(yǎng)分析、推理能 力創(chuàng)設條件，幫助 學生通過問題 推導，發(fā)現(xiàn)物理 量的內在聯(lián)系由功的怎義和電場強度的左義可知： W二Fd二qEd由電勢差泄義可知：W=qU綜合上式得到：U二Ed得出結論：勻強電場中兩點之間的電勢差等 于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘 積。1、表達式：U二EdU為兩點間電壓，E為場強，d為兩點間距 離在場強方向的投影.2、適用條件：勻強電場3、公式變形：E=U/d4、電勢差與電場強度的關系和力學現(xiàn)象中 的某些關系非常相似。例如：物體在斜而 上滑動時重力做 功說明：電

10、勢差和電場強度的關系的三種說法(1) 在勻強電場中兩點間的電勢差等于電場 強度與這兩個點沿電場方向距離的乘積Uab = E d(2) 在勻強電場中電場強度的大小等于兩點 間的電勢差與兩點沿電場強度方向距禽的比 值 E = Uab/c1(3) 電場強度在數(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非勻強電場中也能適 用嗎？結論：這一比值在非勻強電場中也適用，它 表示兩點間的平均電場強度。不能汁算，只 能用來判斷。(三).電場線與等勢面的關系問題：電場線與等勢而會存在怎樣的關系? W.提示學生： 用兩種方法 求功請同學們課 后做些研究, 在兩種過程 及描述兩種 過程

11、的相應 的物理量之 間建立起對 應的類比關 系。說明總結問導析提引分導幾荷分面 引察電的勢討論 完成解題思考討論思考學生分組討 論使學生經(jīng)歷分 析、推導、論證 等思維過程，落 實知識目標體會類比，知識 遷移的研究學 習方法，培養(yǎng)學 生進行物理研 究方法和科學 的態(tài)度通過歸納總結， 能更進一步理 解兩者的關系通過拓展更好 的理解這個物 理公式適用條 件培養(yǎng)同學間合 作與交流。觀察 總結能力M聲-劄M附線 S或在讐砲 軸溯U5吶九脫藝 導等點UA=購科向 住一 0y-IX廳 J3(八 r* Y JZ 論同上 即由力下的 8-1】 -1J JL U 理而 場況多考析 思分驚(2)ffi笄X18g劾跟

12、系 通深線關結 小 一一、一定為 一定 不一 e不 大EJA方訃 關：lz7:*d 向 搏說T兄UM=U/勻跡 直一丿、勺 u E:.強 Xi M- d 務沿 叨E拿冊越龍用肚 X E u 炊収2針怪>:; 場；場宀疋宀疋 L大零2注引導 總結憶考結 回思總吃甌骯卸力 通思具培能>勿t 丄D噸的旳，洞 刈 zv 31? 人 k 2:A.差B.線 U 和 D筒答問題了解學生對規(guī) 律的理解和應 用水平，指導學 生分析問題，及 時發(fā)現(xiàn)問題，同 時鞏固所學知 識w.3、如圖所示，A、B、C、D是勻強電場中一 正方形的四個頂點。已知A、B、C三點的電 熱分別為 Ua=15V, Ub=3V,

13、Uc=-3Vo 求： D點的電勢Ud=?啟發(fā)提問請學生上黑 板上解題考論 思討通過問題步步 深入對電勢差 與電場強度關i1i!系的理解11:!“c啟發(fā)性問題：1. 什么是“等勢而” ？2. 在勻強電場中的等勢而是什么形式分布 的？3. A、C兩點電勢差Uac=? B、C兩點電勢 差 Ubc=?4. 你畫出通過B點的“等勢線”嗎？你能畫 出通過D點的“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？分析說明 歸納總結結合啟發(fā)性 問題，在下而 完成解題過 程本題難度稍大， 通過啟發(fā)因引 導，啟發(fā)學生思維，降低難度教師分析思路，并歸納總結五、布置作業(yè)及時鞏固所學 的知識，

14、學會分 析解決問題P20 3. 4【板書設計】第五節(jié)電場強度與電勢差的關系一、電勢與電場強度的關系（無直接關系） e大處e不一泄高：e高處e也不一定大e為零處巾不一定為零，e為零處e不一泄為零二、電場強度與電勢差的關系U=Ed 說明：只適用于勻強電場d：沿場強方向的距離三、電場線與等勢而的關系特點：電場線與等勢面相互垂直沿著電場線電勢降低【學案設計】【課題】：電場強度與電勢差的關系【學習目標】1、理解勻強電場中電勢差與電場強度的關系U二Ed,并能推導出這個關系式。2、會用關系式U二Ed進行計算。3、通過分析尋找物理量之間的內在聯(lián)系，培養(yǎng)分析、推理能力。4、通過從不同角度認識電場強度與電勢、電勢

15、差的關系，使我們在遇到具體問題時要注意 分析，不要武斷地下結論，養(yǎng)成多角度多方面看問題的學習品質。【重點】場強與電勢差關系的理解及應用。山呂/及其成立條件?！倦y點】電勢與場強無直接的關系：會用關系式進行有關的計算【知識回顧】1、電場強度 2、電勢差【自主導學】1、電勢差與電場強度：在勻強電場中兩點間的電勢差等于與這兩點沿方向上距離的乘積.2、電場強度與電勢差：在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點間的與兩點沿方向距離的比值，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,AB間距離為d,場強為E, AB兩點間 電勢差為Uq,（1）求電場力的功。（2）推導I；和e的關系.A B 【夯

16、實基礎】1. 下述關于勻強電場的結論錯誤的是（）A. 公式E=F/ q也適用于勻強電場B. 根據(jù)U=Ed可知，任意兩點的電勢差與這兩點的距離成正比C. 勻強電場的場強值等于沿場強方向每單位長度上的電勢差值D. 勻強電場的場強方向總是跟電荷所受電場力的方向一致2. 關于靜電場的說法中正確的是（）A. 在勻強電場中，任意兩點間的電勢差與這兩點間的距離成正比B. 在勻強電場中，電勢降低的方向就是場強的方向C. 電荷在等勢而上移動時不受電場力D. 若電場力對電荷作正功，電荷的電勢能一立減小，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，若將一試探電荷Q從直線外的P點分別移到M、N兩點，

17、電場力對Q做功相等，則（）A. 該電場若是勻強電場，則M、N連線一左與電場線平行B. 該電場若是勻強電場，則M、N連線一泄與電場線垂直C. 該電場若是由一個點電荷產(chǎn)生的，則M、N兩點的電勢和場強都相同D. 該電場若是由一個點電荷產(chǎn)生的，則M、N兩點的電勢相等，電場強度不同圖14. 如圖1中，a、b、c、d、c五點在一直線上，b, c兩點間的距離 等于d、c兩點間的距離.在a點固圧放巻一個點電荷，帶電荷量為 +Q,已知在+Q的電場中b、c兩點間的電勢差為U,將另一個點電荷+q從d點移動到e點的過程中，下列說法正確的是（）A.電場力做功qUB.克服電場力做功qUC.電場力做功大于qUD.電場力做功

18、小于qU5. 已知空氣的擊穿電場強度為2x106 V/m，測得某一次閃電，設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卩=V,若這次閃電通過的電荷量為30C,則釋放的能W=J.6. 圖2中的實線為電場線，虛線為等勢線，a、b兩點的電勢久二50V, ©=-20V,則a、b連線中點c的電勢應為（）C.久 <-35VD.條件不足，無法判斷卩。的高低圖2A. =-35 VB.代、35V【知能提升】1. 在水深超過200 m的深海，光線極少，能見度極低，有一種電鰻具有特殊的適應性，能通過自身發(fā)岀生物電來獲取食物并威脅敵害、保護自己.該電鰻的頭尾相當于兩個電極, 它在海水中產(chǎn)生的電場強度達到104N/C時可擊昏敵害，身長為50 cm的電鰻，在放電時 產(chǎn)生的瞬時電壓大約可達V.2. 為使帶負電的點電荷q在一勻強電場中沿直線勻速地由A運動到B,必須對該電荷 施加一個恒力 F,如圖 3 所示.若 AB=0.4 m, a=37°, q=-3xl0 7C, F=1.5xlO4N, A 點 電勢 %=100V（不計重力,sin 37°=0.6, cos37°=0.8）（1）在圖中用實線畫出電場線，用虛線畫出通過A、B兩點的等勢線，并標明它們的電勢值，求出場強和AB