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1、电场强度与电势差的关系粤教版教材 选修 3-1 模块 第一章第 5 节【课题、课时】电场强度与电势差的关系（1 课时）【教材内容分析】1、课程标准对这节的要求：了解电场强度与电势差的关系。2、教材的地位和作用：本节内容有两个主题：（1）电势差与电场强度的关系，电势与电场强度是电磁学中两个非常重要的概念，他们都是用来描述电场性质的物理量。两者从不同的角度对电场性质进行描述，但通过静电力做功在两者之间建立了联系。本节通过分析推理，导出匀强电场中电势差与电场强度的关系式，通过分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，同时能更好的理解电势与电场强度两个概念。（2）电场线与等势面的关系，通
2、过观察种电场线与等势面的特点，培养学生归纳总结的能力。3、教材的编写思路：教材在引入电场强度描述电场的力的特性以及引入电势描述电场的能的特性后，又建立起电势差与电场强度间的关系，并以此关系构建电场的“力”与“能”这两个侧面间的联系，从而帮助学生整体的认识电场。4、教材的特点：电势与电场强度的关系，本节从两个方面说明两者的联系：一是电势差与电场强度的关系，教材通过“讨论与交流”栏目，让学生在教师的指导下从理论上探究匀强电场中电势差与电场强度的关系；二是电场线与等势面的关系，课本通过引导学生观察几种常见电荷电场线的分布与等势面的关系，去归纳总结得出结论。5、教材的处理：首先强调电场强度和电势分别是
3、描述电场这一事物的不同特性的物理量;然后在把电场强度和电势建立在电场上，借助于电场力移动电荷做功而导致电势能的改变这一动态过程，导出电势差与电场强度间的关系;最后又通过分析、类比、运用等环节，帮助学生深刻的体会所建立起来的电势差与电场强度的关系的物理含义；引导学生观察几种常见电荷电场线的分布与等势面，然后归纳、总结出电场线与等势面的关系。【教学对象分析】1、学生的兴趣：高中的学生既有年轻人好奇、好强的心理特点，又有比较强的逻辑思维能力和归纳总结能力。教学上要充分调动学生的积极性和主动性，发挥教师的主导和学生的主体作用，培养学生对物理的学习兴趣。2、学生的知识基础：在高中物理选修 3-1 中的第
4、一章第三节中，学习了描述电场力特性的物理量电场强度。在高中物理选修 3-1 中的第一章第四节 中，以匀强电场为特例讨论了静电力做功的特点、引出电势能、电势和电势差等概念。3、学生的认知特点：学生通过高中一年的学习已具备了一定的推理能力，也具备了一定的观察能力、归纳总结能力。所以在这节课里，同学们能够 比较容易导出匀强电场中电势差与电场强度的关系。然而在一般电场中，电势差与电场强度之间的关系怎样理解？这对于同学们则是比较困难的。【教学目标】1、知识与技能（1）掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系式。（2）理解电场线与等势面的关系2、过程与方法通过分析推理，导出匀强电场中电势差与电场强度的关系式，
5、认识科学探究方法的多样性。3、情感态度与价值观通过分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自然界的统一性，发展对科学的好奇心和求知欲。同时领略物理方法的奥妙，体会物理科学的力量。【教学重点】匀强电场中电势差与电场强度的关系【教学难点】对公式 U=E d 中 d 的理解及公式的正确运用 (d 为沿场强方向两点所在等势面的距离 )【教学策略设计】 本节课在教学的指导思想上，坚持学生自主学习的原则，通过教师指导，让学生体会物理知识的构建过程。在教学方法和手段上，综合应用讲授、交流和讨论等多种方法，并合理利用多媒体和传统的教学方法相结合的手段。导出匀强电场中电势差与电场强度的关系式
6、。采用类比方法，化解难题。在学法指导上，让学生尝试自己观察、归纳、总结及推理，得出结论，使学生在获取知识的同时领会物理学的研究方法，受到科学思维的训练以及协作精神、探索精神等情感态度价值观的教育。【教学用具】多媒体辅助教学设备、学案 【教学流程图】【教学过程设计】教学内容和过程 教师活动 学生活动 设计意图开始问题：电场强度与电势、电势差有什么联系呢?表演 ( Act the scene)描述图片，背诵 (Describe the pictures and Recite the lesson)作业（ Homework ）结束语 (Saying Goodbye)复习：电场中的几个物理量：电场强度
7、、电势、电势差引入新课探究电势与电场强度的关系电场线与等势面的关系巩固练问题：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？通过匀强电场的例子来推算 U和 E 之间的关系问题：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？小结、布置作业学生观察分析得出结论学生观察分析得出结论探究电场强度与电势差的关系学生推导得出结论教师总结拓展问题学生思考推导归纳总结得出结论一、引入新课复习提问：电场中的几个物理量：电场强度、电势、电势差问题：电场强度从电场对电荷有作用力的角度描述电场，而电势从电场力对在电场中移动的电荷做功的角度描述电场，既然描述的是同一电场，那么电场强度与电势、电势差有什么联系呢?二、新课
8、教学（一） 、电势与电场强度的关系问题 1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？结论： E 大处 不一定高； 高处 E 也不一定大 问题 2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？ 结论：E 为零处 不一定为零， 为零处E 不一定为零 即两者无直接关系（二） 、电势差与电场强度的关系 如图所示：表示在某一匀强电场中。把正电荷 q 由 A 点移动到 B 点 ，设 A、B 两点间的在电场方向上的距离为 d，电势差为 U，场强为 E。求电场力所做的功是多少？引导学生回忆、提问、点拨问题让学生思考投影引导学生观察讨论投影引导学生观察讨论投影通过匀强电场的例子来推算 U 和 E之间的关
9、系回忆、思考、代表回答思考猜想观察讨论分析观察讨论分析观看思考通过复习，帮助学生回忆电场知识，并为本节课作铺垫，同时加深对电场的理解。通过问题激发学生的学习兴趣和求知欲望，提高学习效率通过分析、论证等思维过程，培养分析、推理能力创设条件,帮助学生通过问题推导，发现物理量的内在联系A.BE B由功的定义和电场强度的定义可知：W=Fd=qEd由电势差定义可知： W=qU综合上式得到： U=Ed得出结论：匀强电场中两点之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。1、 表达式：U=EdU 为两点间电压，E 为场强，d 为两点间距离在场强方向的投影2、适用条件：匀强电场3、公式变形：E=U/
10、d 4、电势差与电场强度的关系和力学现象中的某些关系非常相似。例如：物体在斜面上滑动时重力做功说明：电势差和电场强度的关系的三种说法（1）在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积UAB = E d （2）在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值 E = UABd （3）电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势拓展：提问：这个公式 E=U/d 非匀强电场中也能适用吗？结论：这一比值在非匀强电场中也适用，它表示两点间的平均电场强度。不能计算，只能用来判断。（三）、电场线与等势面的关系问题：电场线与等势面会存在怎样的关系？提示
11、学生：用两种方法求功请同学们课后做些研究，在两种过程及描述两种过程的相应的物理量之间建立起对应的类比关系。说明总结提问引导分析引导学生观察几种常见电荷电场线的分布与等势面讨论完成解题思考讨论思考思考讨论交流提问学生分组讨论使学生经历分析、推导、论证等思维过程，落实知识目标体会类比，知识迁移的研究学习方法，培养学生进行物理研究方法和科学的态度通过归纳总结，能更进一步理解两者的关系通过拓展更好的理解这个物理公式适用条件培养同学间合作与交流。观察总结能力理论推导同一等势面上各点的电势相等。所以等势面上各点之间的电势差为零即：U AU B 或 U AB0由 WqU AB可知在等势面上移动电荷时电场力不
12、做功在电场力和位移都不为零的情况下。不做功意味着电场力的方向与电荷移动的方向垂直可见电场线一定垂直等势面结论：(1)电场线跟等势面垂直； (2)沿着电场线的方向各等势面上的电势减小，逆着电场线的方向各等势面上的电势增大； (3)电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏三、小结1.场强与电势无直接关系：E 大， 不一定大； 大，E 不一定大；E 为零， 不一定为零； 为零，E 不一定为零.2.场强与电势差的关系：定性：E 越大，U 越大定量：U=Ed E=U/d注：a、适用条件：匀强电场b、d 为沿场强方向的距离四、巩固练习1、将初速度为零的质子放在电场中，在电场力作用下，质子将向电势高的
13、地方运动还是向电势低的地方运动，电势能是增加还是减少?（答案：减少）2：下列说法正确的是 （D ）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 只适用匀强电场然后引导学生思考、分析分析总结请大家总结把结果投影引导总结投影分析总结思考分析归纳总结回忆思考总结思考回答问题经历由感性到理性的升华，使思维过程达到最高层次通过总结，能更深刻体会电场线跟等势面的关系通过总结，整理思路，使知识更具系统性，同时培养归纳
14、总结能力了解学生对规律的理解和应用水平，指导学生分析问题，及时发现问题，同时巩固所学知识【板书设计】第五节 电场强度与电势差的关系一、电势与电场强度的关系 （无直接关系）E 大处 不一定高； 高处 E 也不一定大 E 为零处 不一定为零， 为零处 E 不一定为零 二、电场强度与电势差的关系 U=Ed说明：只适用于匀强电场 d：沿场强方向的距离 三、电场线与等势面的关系特点：电场线与等势面相互垂直沿着电场线电势降低3、如图所示，A、B、C、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知 A、B、C 三点的电热分别为 UA=15V，U B=3V，U C=-3V。求：D 点的电势 UD=？启发性问题：1什
15、么是“等势面”？2在匀强电场中的等势面是什么形式分布的？3A、C 两点电势差 UAC=？B 、C 两点电势差 UBC=？4你画出通过 B 点的“等势线 ”吗？你能画出通过 D 点的“等势线” 吗？5通过上列的四个启发性问题，你能想到解答本题的基本思路吗？教师分析思路，并归纳总结五、布置作业P20 3、4启发提问请学生上黑板上解题分析说明归纳总结思考讨论结合启发性问题，在下面完成解题过程通过问题步步深入对电势差与电场强度关系的理解本题难度稍大，通过启发因引导，启发学生思维，降低难度及时巩固所学的知识，学会分析解决问题【学案设计】【课题】：电场强度与电势差的关系【学习目标】1、理解匀强电场中电势差
16、与电场强度的关系 U=Ed,并能推导出这个关系式。2、会用关系式 U=Ed 进行计算。3、通过分析寻找物理量之间的内在联系,培养分析、推理能力。4、通过从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系，使我们在遇到具体问题时要注意分析，不要武断地下结论，养成多角度多方面看问题的学习品质。【重点】场强与电势差关系的理解及应用。U =Ed 及其成立条件。【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【知识回顾】1、电场强度 2、电势差【自主导学】1、电势差与电场强度：在匀强电场中两点间的电势差等于_与这两点沿_方向上距离的乘积2、电场强度与电势差：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_与两点沿_方向距离的比值，公式
