高中物理 电势差与电场强度的关系教案3 新人教版选修3

用心 爱心 专心 1 第六节第六节 电势差和电场强度的关系电势差和电场强度的关系 学案学案 课前预习学案课前预习学案 预习目标预习目标 一 知识与技能 1 定性掌握电势差与场强的关系 2 定量掌握匀强场中电势差与场强的关系 二 过程与方法 1 看前面知识结构图 复习巩固旧知识 引出新课通过知识网络图 更加牢固地掌握的已 学知识更加牢固 2 通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系 3 看图探讨得出一些常见结论 师生互动 探讨 预习内容预习内容 一 复习旧课 1 1 电场的两大性质 力的性质 能的性质 电场可用 形象表示 还可用 形象表示 2 2 看知识结构图 复习巩固旧知识 二 二 学习新课学习新课 1 电场力的性质 力和能是贯穿物理学的两条主线 空间只要有电荷的存在 在它的周围 就存在 E 是客观存在而又看不见摸不着的 电场有最基本的特性 用心 爱心 专心 2 可以通过电荷的受力去研究电场 2 电场能的性质 电场力移动电荷对电荷做功 会导致电势能发生转化 因为功是能量转 化的量度 做功的多少决定了能量转化的数量 3 推导电场强度和电势差的关系 问题一问题一 若沿场强方向移动电荷 如图 表示某一匀强电场的等势面和电场线 沿场强方向把正电荷 q 由 A 点移动到 B 点 设 A B 两点间的距离为 d 电势差为 U 场强为 E 则电场力所做的功 从力的角度 从能的角度 由 两式得 U 结论 结论 在匀强电场中 沿场强方向的两点间的电势差等于 4 表达式 U 或 E d 为 在匀强电场中 场强在数值上等于 5 注意 U Ed 和 E U d 的适用条件是 6 单位关系 1V m 1N C 问题二问题二 若不是沿场强方向移动电荷 如图 在匀强电场 E 中 有相距为 L 的 A B 两点 两点连线与场强方向成 角 则 A B 两点间的电势差为 U EL 对不对 解析 试着推导 5 电势差和电场强度的关系的 种说法 1 在匀强电场中两点间的电势差等于 UAB E d 2 在匀强电场中电场强度的大小等于 E UAB d 3 电场强度在数值上 沿电场方向每单位距离上降低的电势 看图讨论 得出一些结论 互动 探讨 问题三问题三 电场中 A B 两点的电势差 UAB跟移动电荷的路径有关吗 A B E A B E L B 用心 爱心 专心 3 说明 电场中两点间的电势差 类同于重力场中两点间的高度差 高度差 h 跟物体运动的路径无关 只与 A B 的位置有关 6 电势差 UAB 跟移动电荷的路径无关 只与 A B 的位置有关 问题四问题四 单位长度内 沿 AB AB 两个方向 哪个电势降落的快 7 场强 E 的方向是 降落最快的方向 应用 在匀强电场中 两条平行线段上相等距离的两点间的电势差 问题五 问题五 非匀强电场中 等差等势面之间的距离相等吗 如点电荷的电场中的等势面 8 结论 等差等势面密处场强 等势面疏处场强 请定性地画出电势差相等的二个等势面 哪两个等势 面是否在相邻等势面的中间 提出疑惑 课内探究学案 课内探究学案 学习目标学习目标 1 定性掌握电势差与场强的关系 2 定量掌握匀强场中电势差与场强的关系 学习过程学习过程 1 电场力的性质 力和能是贯穿物理学的两条主线 空间只要有电荷的存在 在它的周围 就存在 E 是客观存在而又看不见摸不着的 电场有最基本的特性 可以通过电荷的受力去研究电场 2 电场能的性质 电场力移动电荷对电荷做功 会导致电势能发生转化 因为功是能量转 化的量度 做功的多少决定了能量转化的数量 3 推导电场强度和电势差的关系 问题一问题一 若沿场强方向移动电荷 如图 表示某一匀强电场的等势面和电场线 沿场强方向把正电荷 q 由 A 点移动到 B 点 设 A B 两点间的距离为 d 电势差为 U 场强为 E 则电场力所做的功 用心 爱心 专心 4 从力的角度 从能的角度 由 两式得 U 结论 结论 在匀强电场中 沿场强方向的两点间的电势差等于 4 表达式 U 或 E d 为 在匀强电场中 场强在数值上等于 5 注意 U Ed 和 E U d 的适用条件是 6 单位关系 1V m 1N C 问题二问题二 若不是沿场强方向移动电荷 如图 在匀强电场 E 中 有相距为 L 的 A B 两点 两点连线与场强方向成 角 则 A B 两点间的电势差为 U EL 对不对 解析 试着推导 5 电势差和电场强度的关系的 种说法 1 在匀强电场中两点间的电势差等于 UAB E d 2 在匀强电场中电场强度的大小等于 E UAB d 3 电场强度在数值上 沿电场方向每单位距离上降低的电势 看图讨论 得出一些结论 互动 探讨 问题三问题三 电场中 A B 两点的电势差 UAB跟移动电荷的路径有关吗 说明 电场中两点间的电势差 类同于重力场中两点间的高度差 高度差 h 跟物体运动的路径无关 只与 A B 的位置有关 6 电势差 UAB 跟移动电荷的路径无关 只与 A B 的位置有关 问题四问题四 单位长度内 沿 AB AB 两个方向 哪个电势降落的快 7 场强 E 的方向是 降落最快的方向 应用 在匀强电场中 两条平行线段上相等距离的两点间的电势差 A B E A B E L B 用心 爱心 专心 5 问题五 问题五 非匀强电场中 等差等势面之间的距离相等吗 如点电荷的电场中的等势面 8 结论 等差等势面密处场强 等势面疏处场强 请定性地画出电势差相等的二个等势面 哪两个等势 面是否在相邻等势面的中间 反思总结反思总结 讨论电势差和电场强度方向的关系时 为了便于学生接受 可以以生活实例让学生加强理解 在介绍平行板电容器实验装置时 应讲清静电计张角的大小为什么能够表示电容器两极板之 间的电压大小 关于恒定电场 学生知道这些就足够了 不必分析导体内电荷分布的具体情 况 也不必分析电荷分布达到平衡的过程 当堂检测 当堂检测 1 下列说法正确的是 A 由公式 U Ed 得 在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积 B 由公式 E U d 得 在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大 电场强度就越小 C 在匀强电场中 任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积 D 公式 U Ed 只适用匀强电场 2 如图 a b c是一条电场线上的三个点 电场线的方向由a到c a b间的距离等于 b c间的距离 用 a b c和Ea Eb Ec分别表示a b c三点的电势和场强 下 列哪个正确 A a b c B Ea Eb Ec C a b b c D Ea Eb Ec 3 在电场强度为 600 N C 的匀强电场中 A B两点相距 5 cm 若A B两点连线是沿着 电 场方向时 则A B两点的电势差是 V 若A B两点连线与电场方向成 60 时 则A B两点的电势差是 V 若A B两点连线与电场方向垂直时 则A B两点 的电势差是 V 课后练习与提高课后练习与提高 练习 1 以下说法正确的是 A 匀强电场中各处的场强相等 电势也相等 abc 用心 爱心 专心 6 B