2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十章靜電場中的能量第三節(jié)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系教案新人教版必修3

PAGE5-電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系【教學(xué)目標(biāo)】目標(biāo)與素養(yǎng)1.經(jīng)驗公式U=Ed的推導(dǎo)過程，理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系。2.通過對電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的分析，培育學(xué)生的科學(xué)探究精神，讓學(xué)生體會自然科學(xué)探究中的邏輯美。3.能夠嫻熟應(yīng)用公司U=Ed和解決相關(guān)問題，并能從不同角度相識電場，分析、找尋物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系培育學(xué)生分析、解決問題的實力。情境與問題1.通過設(shè)置恰當(dāng)?shù)膯栴}情境，應(yīng)用問題教學(xué)法，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生分析、推理電場強(qiáng)度與電勢差之間的內(nèi)在聯(lián)系，得到電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系，并在推導(dǎo)過程中使學(xué)生明確公式U=Ed的適用條件。2.通過親自動手的探究活動，得出電場強(qiáng)度和電勢在數(shù)值上無干脆關(guān)系的結(jié)論，即電場強(qiáng)度大的地方電勢不肯定高，電場強(qiáng)度為0的地方電勢不肯定為。，電場強(qiáng)度相同的地方電勢不肯定相同，電勢相同的地方電場強(qiáng)度也不肯定相同，培育學(xué)生對科學(xué)的求知欲。3.利用教材中的“思索與探討”，將前述特別條件下得到的結(jié)論推廣到更一般的狀況，滲透科學(xué)探討方法的教學(xué)，最終以合作學(xué)習(xí)為主，激勵、發(fā)動學(xué)生們多角度地思索問題，深刻體會公式U=Ed和的意義，使學(xué)生學(xué)會多角度、多方面地看問題，加強(qiáng)學(xué)生理性思維的訓(xùn)練。過程與方法1.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)，培育學(xué)生分析、解決問題的實力。2.通過探究電場強(qiáng)度的大小為什么等于兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)沿電場方向距離的比值，培育學(xué)生實事求是、敬重客觀規(guī)律的科學(xué)看法。3.通過從不同角度相識電場，分析、找尋物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培育學(xué)生對科學(xué)的探究精神，讓學(xué)生體會自然科學(xué)的邏輯美?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：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)沿電場方向距離的乘積。難點(diǎn)：電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系在實際問題中的應(yīng)用?！菊n前打算】老師打算：多媒體課件。學(xué)生打算：回顧前兩節(jié)課有關(guān)電場強(qiáng)度、電勢差、電勢、電勢能的學(xué)問，并將這些內(nèi)容加以比較，預(yù)習(xí)課本學(xué)問?！窘虒W(xué)過程】溫故知新（一）引入新課師：你學(xué)過哪些描述電場性質(zhì)的物理量？生：電場的兩大性質(zhì)：①力的性質(zhì)，由電場強(qiáng)度描述，可用電場線形象表示；②能的性質(zhì)：由電勢、電勢差描述，可用等勢面形象表示。師：等勢面有哪些特點(diǎn)？生：等勢面的特點(diǎn)：①沿等勢面移動電荷電場力不做功；②等勢面與電場線垂直，且電場線從高電勢指向低電勢；③任兩個等勢面不相交。［過渡］既然場強(qiáng)、電勢、電勢差都描述電場的性質(zhì)，它們之間肯定存在關(guān)系、什么關(guān)系呢？下面我們就來推導(dǎo)它們間的關(guān)系。（二）進(jìn)行新課1、電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系師：場強(qiáng)與電勢差也無干脆關(guān)系嗎？如何進(jìn)行探討呢？［學(xué)生思索后分析］可仍從電場的等勢面和電場線的分布圖探討：等勢面上，每相鄰兩個等勢面間距表示它們間的電勢差，故可用等勢面的疏密來表示電勢差.由圖知，電場線密處，等勢面也密，即場強(qiáng)大處，電勢差也大.師：場強(qiáng)與電勢差有何定量關(guān)系？引導(dǎo)學(xué)生探討在勻強(qiáng)電場中它們間的關(guān)系.右圖是一個勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，A、B是沿電場方向上的兩點(diǎn)，其電勢差為U，A、B之間相距為d?，F(xiàn)將一個電量為q的電荷由A移到B，你可以用幾種方法計算電場力所做的功？（1）W＝Fd＝qEd（2）W＝qU即得：U＝Ed或E＝U／d若A、B不在同一條電場線上：如右圖依據(jù)電勢差的定義式，得UAB=用d表示A、B在場強(qiáng)方向上的距離AB′，則上式可寫為：UAB=Ed師生互動，得出總結(jié)結(jié)論：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。師：上式是在勻強(qiáng)電場中推出的，它適用于非勻強(qiáng)電場嗎？生：思索、探討后回答：不適用。因為在非勻強(qiáng)電場中，電荷從A移至B的過程中，受的電場力為變力，W電場不能寫成Fs.電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系：UAB=Ed注：①只適用于勻強(qiáng)電場②d：沿電場方向的距離［問題］由UAB=Ed，得到：，這個式子表示什么含義？從式子中可看出E的單位是什么？生：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上的電勢差。由，可得E的單位為V/m，即1V/m=1N/C。［引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)］1V/m=1N/C1V/m=【典例分析】例1如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢面，則a、c連線中點(diǎn)b的電勢為（）等于35VB、大于35VC、小于35VD、等于15V解析：從電場線疏密可以看出由公式U=Ed可以推斷，所以答案：C例2如圖所示,a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷-Q(Q>0)為球心的球面上，c點(diǎn)在球面外，則()A.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小比b點(diǎn)的大B.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小比c點(diǎn)的小C.a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高D.b點(diǎn)的電勢比c點(diǎn)的低解析：依據(jù),a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大