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2019-2020年高中物理 《電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系》教案 粵教版選修3-1 要 點(diǎn)：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．對于公式U＝Ed要知道推導(dǎo)過程;能夠熟練應(yīng)用U＝Ed解決有關(guān)問題． 教學(xué)難點(diǎn)：U=Ed及其成立條件；電勢與場強(qiáng)無直接關(guān)系 考試要求： 課堂設(shè)計：本教材重視推理的過程，應(yīng)該使學(xué)生明確地知道公式U=Ed的適用條件：勻強(qiáng)電場，而且沿著場強(qiáng)的方向． 解決難點(diǎn)：通過兩個方面的推理，得出結(jié)論，強(qiáng)調(diào)它們之間沒有直接關(guān)系。 學(xué)生現(xiàn)狀：對電場知識類了解不深，不能靈活運(yùn)用受力分析比較薄弱。 培養(yǎng)能力：分析綜合能力，理解推理能力 一、 引入： 出示圖片： 分析：場強(qiáng)是跟電場對電荷的作用力相聯(lián)系的，電勢差是跟電場力移動電荷做功相聯(lián)系的．那么場強(qiáng)與電勢差有什么關(guān)系呢？我們以勻強(qiáng)電場場為例來研究． 二、電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系 　　問題1：如圖所示勻強(qiáng)電場E中，正電荷q在電場力作用下從A點(diǎn)沿電場方向移動到B點(diǎn)，已知A B兩點(diǎn)之間的距離為d，分析電場強(qiáng)度E與電勢差UAB之間有什么關(guān)系？ 　　AB間距離為d，電勢差為UAB，場強(qiáng)為E．把正電荷q從A點(diǎn)移到B時，電場力qE所做的功為 W = qEd．利用電勢差和功的關(guān)系，這個功又可求得為W = qUAB，比較這兩個式子，可得W = qEd= qUAB，即： U=Ed 在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢場等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積． 問：如果不是沿場強(qiáng)方向的呢？（學(xué)生可以進(jìn)行討論分析） 　　如圖所示設(shè)AD兩點(diǎn)間電勢差仍為 U，設(shè)AD間距離s，與AB夾角 ，將正電荷從A移動到D，受電場力方向水平向右，與位移夾角 ，故電場力做功為W=Eqscosa，scosa=d，所以 W=Eqscosa=Eqd,利用電勢差和功的關(guān)系，W=qU，比較這兩個式子可得U=Escosa=Ed．d為AB兩點(diǎn)間距離，也是AB所在等勢面間距離或者可以說是AD兩點(diǎn)間距離s在場強(qiáng)方向的投影． 　　關(guān)于公式U= Ed需要說明的是： 　　1、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、由U= Ed，得E=U/d，可得場強(qiáng)的另一個單位： V/m 　　所以場強(qiáng)的兩個單位伏／米，牛／庫是相等的．注：此公式只適用于勻強(qiáng)場． 三、例題講解 關(guān)于電場強(qiáng)度與等勢面 　　在勻強(qiáng)電場中如圖中所示分布著 A、B、C三點(diǎn)．當(dāng)把一個電量q=10-5C的正電荷從A沿AB線移到B時，電場力做功為零；從B移到C時，電場力做功為-1.7310-3J．試判斷該電場的方向，算出場強(qiáng)的大小。 解析 將電荷由A移至B時電場力不做功，說明A、B兩點(diǎn)在同一等勢面上．又由于是勻強(qiáng)電場，等勢面為平面，故AB面為一等勢面．再由將正電荷由B移至C時克服電場力做功可知，C點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢．場強(qiáng)方向如圖所示． 由W=qU得UBC=-1.7310-3/10-5（V） 又由公式E=U/d可得E=1000(V/m) 三、教師總結(jié)： 　　場強(qiáng)表示單位電量的電荷所受的電場力，而電場中兩點(diǎn)間的電勢差表示單位電量的電荷在這兩點(diǎn)間移動時電場力所做功的大小，由于力和功是互相聯(lián)系的，所以場強(qiáng)與電勢差之間存在著必然的聯(lián)系．在非勻強(qiáng)電場中，電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系要復(fù)雜的多，但是電場中兩點(diǎn)間距離越小時的電勢差越大，則該處場強(qiáng)就越大．只能是定性判斷。