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1、电势差与电场强度的关系教学设计【教材分析】本节是电场力做功的一个应用，本节内容起一个桥梁、纽带的作用，将电场的两大性质联系起来，从而进一步理解“位置和电势的关系”。前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节内容是研究电势差与电场强度的关系，注意电场强度用来描述电场力的性质，电势用来描述电场能的性质，电势差跟电场力移动电荷做功相互联系。电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间存在逻辑关系，教师在讲解时需要把握其内部联系。【学生分析】从知识结构来看，在学习电势差与电场强度的关系前，学生已经对电场强度、电势、电势差等概念有了较好的理解，并且应该掌握电场力做功的特点、
2、电场力与电势能的变化之间的关系，能熟练应用这些知识解决一些问题。学生应该已经完全具备深入探究和学习电势差与电场强度的关系的起点能力。高二学生应该习惯关注概念间、规律间的相互联系，很多学生应该能建立明确的动态的物理图象或物理情景，进而通过同化和顺应，完成知识的建构过程。因此，在教学过程中应从学生实际入手，依据学生认知规律，注重帮助学生创设物理情景，创造和谐、民主、自由的课堂气氛，采取学生探究为主的教学方式。教学目标一、知识目标1知道并能理解匀强电场中电势差与电场强度的定量关系，并能推导出和掌握这个关系式。2知道电场强度另一个单位的物理意义。二、能力目标教师通过问题教学法，启发引导学生分析推理，通
3、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提升。三、情感目标1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，使学生养成多角度多方面看问题的学习品质。2通过公式U=Ed的推导，使学生体会理解物理学中推理过程的逻辑美。教学重点1场强方向电势降低最快的方向。2U=Ed及其成立条件，d为沿场强方向两点所在等势面间距离。教学难点1会用关系式U=Ed进行有关的计算。2关系式所反映三个物理量的内在联系及公式的定性应用。教学方法、学法与教具本节课是通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系的，教学中重视问题设置，启发学生联想，分析物理量之间
4、的关系，要使学生不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确应用结论。适当采用多媒体辅助教学设备。教学过程教学内容和教师活动学生活动活动预设目的一、新课引入1提问你学过哪些描述电场性质的物理量？展示：电场强度和电势的比较。电场强度E电势描述电场的力的性质描述电场的能的性质电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q的比值E=F/q，E在数值上等于单位正电荷所受的电场力电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置（零电势点）间的电势差，=/q，在数值上等于单位正电荷所具有的电势能矢量标量单位：N/C；V/mV（1 V=1 J/C）2提问等势面有哪些特点？过渡既然场强、
5、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。学生答电场的两大性质：力的性质，由电场强度描述，可用电场线形象表示；能的性质：由电势、电势差描述，可用等势面形象表示。学生答等势面的特点：沿等势面移动电荷电场力不做功；等势面与电场线垂直，且电场线从高电势指向低电势；任两个等势面不相交。培养学生课下自学复习能力，提高课堂效率。二、教授新课理论探究一1情景创建：如图是一个匀强电场，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？2引导学生讨论在匀强电场中它们
6、间的关系。学生答（1）WFdqEd（2）WqU即得：UEd或EU/d。创设问题，激发学生求知欲望，培养思维、推理能力，激发学生探究意识，提高学生参与意识。理论探究二1情景创设：若A、B不在同一条电场线上，其他条件不变，你可以用几种方法计算电场力所做的功？2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。学生答用d表示A、B在场强方向上的距离AB，（1）WFdqEd（2）WqU即得：UEd或EU/d。引导学生从不同角度去研究；培养合作、表述能力，以及分析问题的严谨性。问题讨论1问题上式是在匀强电场中推出的，它适用于非匀强电场吗？师生互动，总结得出结论：
7、电场强度与电势差的关系：UAB=Ed。注：只适用于匀强电场；d：沿电场方向的距离。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Fd。创设问题，激发学生求知欲望，培养思维、推理能力。问题讨论2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。培养学生的观察、分析、表述能力。问题讨论3到现在为止，我们学习了哪几个关于计算场强的公式？学生答有关于计算场强的三个公式：1定义式：（适用于任何
8、电场）。2真空中点电荷场强的决定式：（只适用于真空中场源电荷是点电荷、均匀带电球体或球壳在球外产生的电场）。3匀强电场中电场强度与电势差的关系式：（只适用于匀强电场）。培养学生自学总结能力。讲授问题沿电场强度的方向电势降落，能否说明电势降落的方向就是电场强度的方向？讲述如图所示为匀强电场，沿AB、AC或AD电势降落均相同，但沿三条不同路径单位长度上电势降落不同，沿AB最大，即电势降落最快，沿AC最小，即电势降落最慢。总结电场强度的方向是电场中电势降落最快的方向。学生听讲，思考，笔记。培养学生认真倾听的习惯。实例探究1：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
9、、N连线与场强方向成60角，则此电场的电场强度多大？同学们先做，请两位同学展示自己做的，大家一起讨论、评价、修正。解：根据，得：V/m=500 V/m。通过解析激发学生求知欲望，培养分析问题解决问题的能力。实例探究2：例2关于匀强电场电势差和场强的关系，正确的说法是（）A在不同电场中相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大B任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积C电势减小的方向必定是场强的方向D沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等解析：匀强电场的场强可以用E=来计算，式中的d是电场中两点沿电场线方向的距离。若是沿电场线方向两点的距离相等，那么电势差大的场强才必定大，选项A错误；
10、由d的意义可知选项B错误；电势减小得最快的方向才是场强方向，选项C错误；在匀强电场中，由U=Ed可知，选项D正确。【答案D】同学们先做，请两位同学展示自己做的答案，大家一起评价、修正。通过解析激发学生求知欲望，培养分析问题解决问题的能力。限时检测1下列对于公式E=的理解，正确的是（ ）A它适用于计算任何电场中两点间的电场强度B在匀强电场中，场强的数值等于每单位距离上降低的电势C两点间的距离越大则这电势差越大D电势降落最快的方向必定是场强的方向2如图所示，是某匀强电场的三个等势面，相应的电势值分别为-10 V、0、10 V，图中A、B两点相距2.5 cm，则该匀强电场的场强大小为 V/m。 3如
11、图，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为1.0104 V/m，A、B两板间相距1 cm，C点与A相距0.4 cm，若B接地，则A、B间电势差UAB= V，将带电量为-1.010-12 C的点电荷置于C点，其电势能为 J。培养学生在限定时间里理论联系实际和应用能力。小结1在匀强电场中E=。2电场中，电势降落最快的方向为电场强度的方向。3在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。先总结再观看投影，回顾本节课的内容要点。培养学生知识的总结能力，形成知识网络体系。课后作业书面完成P23“问题与练习”第1、2、3题；思考并回答第4题。课后反思1在关系的推导过程中，对电场力做功又一
12、次充分应用，对前期的学习也是一个很好的复习。2前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节在研究电势差与电场强度的关系的过程中做了充分的复习，前期学习的内容得到了很好巩固。3学生在关系的推导过程中大量参与，因此电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系之间的内部逻辑在推导过程中得到了充分的体验和理解。4注重帮助学生创设物理情景，创造和谐、民主、自由课堂气氛，采用了学生探究为主的教学方式。5本节课利用创设问题，学生参与，分组评价，激发了学生求知欲望，培养思维、推理能力，激发学生探究意识，对于同一个问题的处理引导学生从不同角度去研究；培养表述能力，以及分析问题的严谨性。6由UAB=Ed，得到：，这个式子的变形问题讨论，不仅仅是一个简单的变形问题，这一个变形有丰富的物理内涵：（1）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。（2）体验沿电场方向电势的变化快慢。（3）体验电场强度的方向是电场中电势降落最快的方向。（4）电场强度两个单位的统一。7这次课不理想的地方有：前期复习、推导的时候学生参与过多，时间没有把握好，在教学最后有一些仓促，讲练结合没有处理好；由于对学生分析不够到位，分组评价时分组不够合理，最后总体评价过于仓促。
