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2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 1.5《電勢差與電場強(qiáng)度》教學(xué)案 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)容的重點是勻強(qiáng)電場中兩點間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。 二【教學(xué)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、難點】 重點：勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 難點： 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點移動到B點 ，設(shè)A、B兩點間的距離為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、精講點播 ☆結(jié)論：勻強(qiáng)電場中兩點之間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。 1、表達(dá)式：U=Ed U為兩點間電壓，E為場強(qiáng)，d為兩點間距離在場強(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)度的大小等于兩點間的電勢差與這兩點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 是真空中點電荷電場的場強(qiáng)計算公式 真空中點電荷電場 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，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為兩點間電壓，E為場強(qiáng)，d為兩點間距離在場強(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。 學(xué)校：臨清三中 學(xué)科：物理 編寫人：高晶 審稿人：盛淑貞 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 電場力（ F= q E) 電場強(qiáng)度（ E ） 移動電荷 q 做功 ( 是否到零參考點 ) 電勢能的變化 ( W AB =qU AB ) 電勢差（ U AB = ） B A j - j 電勢 ？ ？ j 兩點間的 電能 => 其它形式能的物理量 描述能性質(zhì) 描述電場力性質(zhì) 功 <=> 能 電場力（ F= q E) 電場強(qiáng)度（ E ） 移動電荷 q 做功 ( 是否到零參考點 ) 電勢能的變化 ( W AB =qU AB ) 電勢差（ U AB = ） B A j - j 電勢 ？ ？ ？ ？ j 兩點間的 電能 => 其它形式能的物理量 描述能性質(zhì) 描述電場力性質(zhì) 功 <=> 能 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： ?？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點移動到B點 ，設(shè)A、B兩點間的距離為d，電勢差為U，場強(qiáng)為E。則電場力所做的功： A B E 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？ A B E α L B＇ 如圖，在勻強(qiáng)電場E中，有相距為L的A、B兩點，兩點連線與場強(qiáng)方向成α角。則A、B兩點間的電勢差為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兩點的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎？ [說明]電場中兩點間的電勢差， 類同于重力場中兩點間的高度差： 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、 ABˊ 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點移動到B點 ，設(shè)A、B兩點間的距離為d，電勢差為U，場強(qiáng)為E。則電場力所做的功： A B E 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？ A B E α L B＇ 如圖，在勻強(qiáng)電場E中，有相距為L的A、B兩點，兩點連線與場強(qiáng)方向成α角。則A、B兩點間的電勢差為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兩點的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎？ [說明]電場中兩點間的電勢差， 類同于重力場中兩點間的高度差： 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、 ABˊ 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??；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，在電場中兩點間電勢差等于場強(qiáng)與兩點間距離的乘積 B．由公式E = U/d得，在勻強(qiáng)電場中沿電場線方向上兩點間距離越大，電場強(qiáng)度就越小 C．在勻強(qiáng)電場中，任兩點間電勢差等于場強(qiáng)和這兩點間距離的乘積 D．公式U = Ed只適用勻強(qiáng)電場 a b c 2、如圖，a、b、c是一條電場線上的三個點，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兩點相距5 cm，若A、B兩點連線是沿著電場方向時，則A、B兩點的電勢差是_____ V。若A、B兩點連線與電場方向成60時， 則A、B兩點的電勢差是________V；若A、B兩點連線與電場方向垂直時，則A、B兩點的電勢差是_______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兩點的等勢面的電勢分別為40V、20V，那么ab連線的中點的電勢值為（　） 　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