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    《电势差与电场强度的关系》教案7(新人教版选修3-1)
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    高中物理人教版 (新课标)选修36 电势差与电场强度的关系教案

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    这是一份高中物理人教版 (新课标)选修36 电势差与电场强度的关系教案,共5页。

    (一)知识与技能
    1、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed,并且能够推导出这个关系式。
    2、会用关系式U=Ed进行有关的计算。
    3、理解电势与场强无直接的关系。
    (二)过程与方法
    通过推导电场强度与电势差的关系,使学生的分析能力和推理能力得到进一步培养
    (三)情感、态度与价值观
    通过从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系,使学生在遇到具体问题时要注意分析,不要武断地下结论,使学生养成多角度多方面看问题的学习品质。
    教学重点
    U=Ed及其成立条件。
    教学难点
    电势与场强无直接的关系;会用关系式U=Ed进行有关的计算。
    教学方法
    分析归纳法。
    教学用具:
    多媒体辅助教学设备
    教学过程
    (一)引入新课
    [提问]你学过哪些描述电场性质的物理量?
    [学生答]电场的两大性质:①力的性质,由电场强度描述,可用电场线形象表示;②能的性质:由电势、电势差描述,可用等势面形象表示。
    [提问]等势面有哪些特点?
    [学生答]等势面的特点:①沿等势面移动电荷电场力不做功;②等势面与电场线垂直,且电场线从高电势指向低电势;③任两个等势面不相交。
    [过渡]既然场强、电势、电势差都描述电场的性质,它们之间一定存在关系、什么关系呢?下面我们就来推导它们间的关系。
    (二)进行新课
    1、电场强度与电势的关系
    教师:场强与电势差也无直接关系吗?如何进行讨论呢?
    [学生思考后分析]可仍从电场的等势面和电场线的分布图讨论:
    等势面上,每相邻两个等势面间距表示它们间的电势差,故可用等势面的疏密来表示电势差.由图知,电场线密处,等势面也密,即场强大处,电势差也大.
    教师:场强与电势差有何定量关系?
    引导学生讨论在匀强电场中它们间的关系.
    右图是一个匀强电场,场强大小为E,A、B是沿电场方向上的两点,其电势差为U,A、B之间相距为d。现将一个电量为q的电荷由A移到B,你可以用几种方法计算电场力所做的功?
    (1)W=Fd=qEd
    (2)W=qU
    即得:U=Ed 或 E=U/d
    若A、B不在同一条电场线上:
    如右图根据电势差的定义式,得
    UAB=
    用d表示A、B在场强方向上的距离AB′,则上式可写为:UAB =Ed
    师生互动,得出总结结论:匀强电场中两点间 的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。
    教师:上式是在匀强电场中推出的,它适用于非匀强电场吗?
    学生:思考、讨论后回答:不适用。因为在非匀强电场中,电荷从A移至B的过程中,受的电场力为变力,W电场不能写成Fs.
    电场强度与电势差的关系:UAB =Ed
    注:①只适用于匀强电场
    ②d:沿电场方向的距离
    [问题]由UAB=Ed,得到:,这个式子表示什么含义?从式子中可看出E的单位是什么?
    [学生答]在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差。
    由,可得E的单位为V/m,即1 V/m=1 N/C。
    [引导学生推导]1 V/m=1 N/C
    1 V/m=
    (三)实例探究:
    【例1】如图,在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm,两点间的电势差为5 V,M、N连线与场强方向成60°角,则此电场的电场强度多大?
    解:根据,得
    =500 V/m.
    【例2】如图所示,在场强为E=4.0×103 N/C的匀强电场中有相距5.cm的A、B两点,两点连线与电场强度成30°角。求A、B两点间的电势差。
    解析:A、B连线不沿电场方向,不能直接用公式UAB=Ed计算A、B两点间的电势差。根据匀强电场的等势面是与场强方向垂直的平面这一性质,可过B点作一等势面,在等势面上找一点,使A、的连线沿场强方向,求即可.
    解:过B点作一垂直于电场线的平面即等势面,过A点作电场线的平行线,二者交于点,如图,显然
    N/C=1.7×102 N/C
    【例3】图中,A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20 cm.把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B,静电力做功为零;从B移到C,静电力做功为J,则该匀强电场的场强大小和方向是
    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
    解析:把电荷q从A移到B电场力不做功,说明A、B两点在同一等势面上。因该电场为匀强电场,等势面应为平面,故图中直线AB即为等势线,电场方向应垂直于等势面,可见,选项A、B不正确。
    V=-173 V,B点电势比C点低173 V,因电场线指向电势降低的方向,所以场强方向必垂直于AB斜向下。场强大小=V/m=1000V/m。
    故:选项D正确。
    (四)课堂总结:
    一、电势差与电场强度的关系 :U=Ed
    ①只适用于匀强电场
    ②d:沿场强方向的距离
    二、有关于计算场强的三个公式:
    (适用于任何电场)
    (只适用于点电荷)
    (只适用于匀强电场)
    课余作业
    书面完成P27“问题与练习”第1、2、3题;思考并回答第4题。
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