1.6电势差与电场强度的关(教学设计)_电场强度教学设计

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1.6 电势差与电场强度的关系（教学设计）

【教材分析】

教材使用人教版物理选修3-1，本节内容主要是研究电势差与电场强度之间的关系，电势差与电场强度是本章重要的概念，它们分别描述了电场的两大性质：能的性质和力的性质，前者是标量，后者是矢量，但通过静电力做功在两者之间建立了联系，因此本节内容起一个桥梁、纽带的作用，将电场的两大性质联系了起来。在教学过程中，对于非匀强电场，只要求学生定性了解电势差与电场强度的关系；对于匀强电场，也只要求学生了解它们的定量关系式即可。

【学情分析】

前面已经学过了电场强度、电场力、电势差以及电场力所做的功，两种求电场力的功的方法学生也相对比较熟悉，本节课主要是公式UABEd的使用条件以及应用，所以对于这节课的教学，首先让学生自己动手推导，寻找到关系，也体验推动的乐趣，然后再利用所建立起来的关系解决相关的问题，但在各种图象d不在电场方向时的处理，学生还是很难把握。

【设计思想】

利用旧知导入新课，再让学生自己利用在匀强电场中移动电荷时电场力做功的两种计算方法动手推导，建立起电势差与电场强度间的关系，然后再利用所建立起来的关系解决相关的问题，以达到帮助学生确认与理解上述关系的目的【教学目标】

（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，并能推导这个关系式。2．会用U=Ed进行有关计算，明确d的含义。3．定性把握非匀强电场中电势差与电场强度的关系。

（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使学生掌握的知识更加牢固。

2．通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力。

3．学生利用学过的知识分析推理、启发引导、分析推理，在教师的指导下总结应用。

4.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。

（三）情感态度与价值观

1．从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养对物理学科的兴趣、坚定思考探索物理的的信念，让学生学会多角度多方面看问题。

2．通过公式的推导，让学生体会到物理中推理过程的逻辑美，领略物理方法的奥妙，体会物理科学的力量。

【教学重点】

1．对匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed的理解。2．场强方向是电势降低最快的方向。

【教学难点】

1．非匀强电场中，对电势差与电场强度的定性比较。2．用关系式U＝Ed进行有关计算

【教学方法】

学生自主探究、小组讨论的启发式综合教学法

【教学过程】

一、复习旧知，引入新课

1．电场强度：3．静电力功的两种计算方法：

2．电势差的概念：4.看知识结构图：复习巩固旧知识 引出新课

问题：既然电场强度E、电势差U都可以描述电场，那么两者之间有何关系？

二、展示学习目标，明确学习任务

三、新课教学

（一）、匀强电场中电势差与电场强度的关系

（教学设想：让学生阅读教材相关内容，自己完成多媒体所展示的内容，学会亲自推导，了解该关系的来龙去脉，使学生在获取知识的同时，感受到成功的愉悦，进一步培养学生的科学探究精神。）

1、如图所示，匀强电场中A、B两点的电势差为UAB，一试探电荷q从电场中A点移动到B点，求：静电力做的功W为多少？

2、如图所示，匀强电场的电场强度为E，电荷q从A点移动到B点，求：静电力做的功W为多少？（由学生自己推导，教师巡视，解答学生在推导过程中可能存在的一些疑问。）抽一个学生到黑板上展示他的推导过程，得到以下结论：

3、比较功的两个计算结果，可以得到：

UABEd 即：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乖积。

教师活动：提出问题，分别引导学生从能和力的角度求静电力做的功。学生活动：自己动手推导，得出结论。

（二）、思考与讨论

上面讨论中A、B两点位于同一条电场线上。如果它们不在同一条电场线上，如图所示，还能得出以上结论吗？试试看。

（教学设想：让学生充分进行分组讨论，各抒己见，最后引导学生得到正确结论。）

（三）、电场强度与电势差的关系也可以写作

EUAB d它的意义是：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。也就是说，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。也可以理解为：在匀强电场中，相互平行且距离相等的两点间的电势差相等。

由上式还可以得到电场强度的另一个单位：伏[特]每米（V/m）。

1伏/米＝1焦/库1牛米＝＝牛/库 1米1库米因此，这个单位与前面学过的单位牛[顿]每库[仑]（N/C）相同。教师活动：老师分析引导。

学生活动：学生跟随老师思路自己分析，小组讨论，得出结论。

（四）、注意事项

1、上式的适用条件：匀强电场；

2、d为匀强电场中两点沿电场线方向的距离（或者说等势面间的距离）。

3、电场强度与电势的方向关系：由下图可知，电荷沿AB、AC、AD路径电势均降落且相等，其中AB路径电势降落得最快，即单位长度上的电势差最大。由此可知，电势差降落得最快的方向是电场强度的方向。

4、对一些非匀强电场的问题也可以由公式进行定性的判断，例如： 如图所示，MN是一负的点电荷电场中的一条电场线，场强方向由M指向N，ab=bc，a、b、c三点的场强和电势分别为Ea、Eb、Ec和φa、φb、φc，【解析】因为MN是负电荷电场中的一条电场线，所以沿电线方向是靠近负电荷的方向场强越来越大，Ea

（五）、问题与练习

（教学设想：通过以下的一组练习题，让同学们进一步理解匀强电场中两点间的电势差与电场强度的关系。）

例

1、匀强电场的电场线与AC平行，把10－8C的负电荷从A移至B，静电力做功6×10－8J，AB长6cm，求：

（1）电场强度的方向；

（2）设B处电势为1V，则A处电势为多少？（3）电场强度的大小是多少？ 教师活动：学生分析后，教师总结。学生活动：分析并写出答案，（六）拓展练习

（教学设想：通过本题，开拓学生思路，培养学生应用知识处理问题的灵活性。）如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中的实线表示电场线，虚线表示过a、b两点的等势面，电势分别是a5V，b3V,那么a、b连线中点c的电势c为（）

A．c4V B．c4V

C．c4V D．上述情况都有可能 本题小结：EUAB适用于匀强电场的计算，但对于某些非匀强电场的问题，d可以进行定性的分析。

（七）课堂小结

（教学设想：对本节内容要点进行概括，并引导学生概括场强三公式、对比其适用条件。）

四、课后作业

1、完成问题与练习：1、2、3、4。

2、阅读教材内容

【板书设计】

1.6电势差与电场强度的关系

分析推导：

UABEd或E1.适用条件： UAB d（1）E为匀强电场；

（2）d为匀强电场中两点沿电场线方向的距离（或者说等势面间的距离）。

2、意义：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。也就是说，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。

３．两个相同的单位：V/m、N/C。

4．方向关系：电场中，电场强度的方向就是电势降落最快的方向

【教学反思】

1、2、这节课的重点就在公式的理解，特别是在d不在电场方向时如何处理； 在讲解时特别要把握好电场强度与电势差的关系、电场力做功与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的内部逻辑，但也不要指望学生在一节课就解决所有问题；

3、教学中重视启发学生联想，分析物理量间的关系，要使学生不仅知道结论，并会推导得出结论以及在一定条件下正确应用结论；

4、本节课引入不够，应该以知识结构图的形式引出课题，通过知识网络图使学生掌握的知识更加牢固；

5、讲解d不在场强方向时，应该多画倾斜的图，让学生学会自己找到d在电场方向上的距离；

6、电场强度与电势的关系没有必要讲得那么详细，可引导学生课后回去学习；

7、部分练习难度大，学生刚学习，应该还做不出来，应该等下节习题课再讲； 在推导出公式时，浪费时间比较多，整个课堂把控以及引导学生学习做的还不够，以后得多多努力。

8、