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2019-2020年高中物理 1.6 電勢差與電場強度的關(guān)系 第11課時 新人教版選修3-1高一 教學(xué)目的： 1、理解勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系U=Ed，并且能夠推導(dǎo)出這個關(guān)系式。 2、會用關(guān)系式U=Ed進行有關(guān)的計算。 3、理解電勢與場強無直接的關(guān)系。 過程與方法： 通過推導(dǎo)電場強度與電勢差的關(guān)系，使學(xué)生的分析能力和推理能力得到進一步培養(yǎng) 情感態(tài)度與價值觀： 通過從不同角度認(rèn)識電場強度與電勢、電勢差的關(guān)系，使學(xué)生在遇到具體問題時要注意分析，不要武斷地下結(jié)論，使學(xué)生養(yǎng)成多角度多方面看問題的學(xué)習(xí)品質(zhì)。 教學(xué)重點： U=Ed及其成立條件。 教學(xué)難點： 電勢與場強無直接的關(guān)系；會用關(guān)系式U=Ed進行有關(guān)的計算。 教學(xué)過程 一．課前導(dǎo)學(xué) 復(fù)習(xí)引入： 1、你學(xué)過哪些描述電場性質(zhì)的物理量？ 答：電場的兩大性質(zhì)：①力的性質(zhì)，由電場強度描述，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。 2、等勢面有哪些特點？ 答：等勢面的特點：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。 3、既然場強、電勢、電勢差都描述電場的性質(zhì)，它們之間一定存在關(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、質(zhì)疑討論 質(zhì)疑討論1：場強與電勢差有何定量關(guān)系？ 引導(dǎo)學(xué)生討論在勻強電場中它們間的關(guān)系. 右圖是一個勻強電場，場強大小為E，A、B是沿電場方向上的兩點，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 質(zhì)疑討論2：A、B不在同一條電場線上： 如右圖根據(jù)電勢差的定義式，得 UAB= 用d表示A、B在場強方向上的距離AB′，則上式可寫為：UAB =Ed 總結(jié)結(jié)論：勻強電場中兩點間 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。 質(zhì)疑討論3：上式是在勻強電場中推出的，它適用于非勻強電場嗎？ 學(xué)生：思考、討論后回答：不適用。因為在非勻強電場中，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. 電場強度與電勢差的關(guān)系：UAB =Ed 注意：①只適用于勻強電場 ②d：沿電場方向的距離 質(zhì)疑討論4：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？ 學(xué)生：在勻強電場中，電場強度在數(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1 V/m=1 N/C。 三、反饋矯正 例1.在電場中，A、B兩點的電勢差UAB>0，那么將一負(fù)電荷從A移到B的過程中 ( B). (A)電場力做正功，電勢能增加 (B)電場力做負(fù)功，電勢能增加 (C)電場力做正功，電勢能減少 (D)電場力做負(fù)功，電勢能減少 例2：將一電量為l.610－8C的負(fù)電荷在電場中從A點移動到B點，克服電場力做功為6.410－6J，則AB兩點間電勢差為___400___V. 例3：如圖，在勻強電場中的M、N兩點距離為2 cm，兩 點間的電勢差為5 V，M、N連線與場強方向成60角，則 此電場的電場強度多大？答案:500 V/m. 例4：圖中，A、B、C三點都在勻強電場中，已知AC⊥BC， ∠ABC=60，BC＝20 cm.把一個電量q=10-5C的正電荷從A移到B，靜電力做功為零；從B移到C，靜電力做功為J，則該勻強電場的場強大小和方向是（ D ） A.865 V/m，垂直AC向左 B.865 V/m，垂直AC向右 C.1000 V/m，垂直AB斜向上 D.1000 V/m，垂直AB斜向下 四、鞏固遷移 1、關(guān)于電勢差與場強的關(guān)系，下列說法中正確的是(CD ). (A)U=Ed關(guān)系式適用于任何電場 (B)在勻強電場中，兩點間的電勢差正比于兩點間的距離 (C)U=Ed公式中的d是指兩點所在等勢面間的距離 (D)V／m和N／C兩單位相等 2、如圖所示是一勻強電場的等勢面，每兩個相鄰等勢面相距2cm，由此可確定電場強度大小是__100____N／C. 3、如圖所示，在場強為E＝4.0103 N/C的勻強電場中有相距5.cm的A、B兩點，兩點連線與電場強度成30角。求A、B兩點間的電勢差。 答案:1.7102 N/C 4、如圖所示電路中，電源兩端電壓U=10V，A、B兩板間距離為2cm，C點離A板5mm，D點離B板4mm，則EC=______V／m，ED=______V／m，UC=______V，UD=______V. 答案:500，500，-7.5，-2 5、如圖所示，L1、L2、L3為等勢面，兩相鄰等勢面間電勢差相同，取L2的電勢為零，有一負(fù)電荷在L1處動能為30J，運動到L3處動能為10J，則電荷的電勢能為4J時，它的動能是(不汁重力和空氣阻力)( ). (A)6J (B)4J (C)16J (D)14J 答案:C 五、課堂總結(jié)： 一、電勢差與電場強度的關(guān)系 ：U=Ed ①只適用于勻強電場 ②d：沿場強方向的距離 二、有關(guān)于計算場強的三個公式： （適用于任何電場） （只適用于點電荷） （只適用于勻強電場）