2022年高中物理人教版選修3-1 第一章 第6節(jié) 電勢差與電場強度的關(guān)系 教案3

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1、2022年高中物理人教版選修3-1 第一章 第6節(jié) 電勢差與電場強度的關(guān)系 教案3 一、教材依據(jù) 本節(jié)課選自人教版高中物理選修3-1第一章第六節(jié)“電勢差與電場強度的關(guān)系”的內(nèi)容。 二、 設(shè)計思想 1.教材分析 電勢差與電場強度是描述電場性質(zhì)的兩個重要物理量，電勢差是描述電場中能的性質(zhì)而電場強度則是描述電場中力的性質(zhì)；這兩個物理量雖然從不同的角度上描述了電場的性質(zhì)，但是通過電場力做功在兩者之間建立起了聯(lián)系。教材中以勻強電場為例通過分析和推理導出電場強度與電勢差之間的關(guān)系；通過分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學生對科學的探究精神，同時能更好的理解電勢與電場強度兩個概念。因此

2、從教材上來看，本節(jié)課內(nèi)容起到了一個橋梁，紐帶的作用，將電場的兩大重要性質(zhì)聯(lián)系起來； 2.學情分析 在學習本節(jié)課之前，同學們已經(jīng)對電場強度，電勢，電勢差這些概念有了 較好的了解，并且已經(jīng)掌握了電場力做功的特點，知道了電場力做功與電勢能變化的關(guān)系。也懂得利用這些知識去解決一些實際的問題。高二的學生通過了高一一年的學習已經(jīng)具備了一定的推理能力，歸納總結(jié)能力。所以在本節(jié)課中學生應該能夠比較容易的推導出勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系，然而對于一般電場來講，電勢差與電場強度的關(guān)系應該怎樣理解，這對于同學們來講就應該比較困難了。 3.教學設(shè)計思路 由于本節(jié)課是推導出之前學習的兩個物理量電勢差與電

3、場強度之間的關(guān)系，因此本節(jié)課首先對以前學過的知識進行復習，然后通過“既然電勢差和電場強度都是描述電場的物理量，那么它們之間有關(guān)系？”這樣的一個問題引出本節(jié)課的內(nèi)容。以此來激發(fā)學生的好奇心和求知欲。讓學生通過學會親自推導，了解該關(guān)系的來龍去脈，使學生在獲取知識的同時，感受到成功的愉悅，進一步培養(yǎng)學生的科學探究精神。接著教師將特殊情況引導到一般情況，如果不是沿場強方向移動電荷，結(jié)論還成立嗎？引導學生討論并得到結(jié)論。培養(yǎng)學生的自主探究能力。順勢從新的公式得到電場強度的新單位V/m。接著通過例題的講解和練習，讓學生在練習中使知識點得到鞏固，同時通過對習題的解答過程中也讓他們嘗到成功的喜悅。最后在通過對

4、本節(jié)課的小結(jié)。將本節(jié)課的該掌握的知識點涵蓋于其中。 三、教學目標 1.知識與技能： （1）定性把握非勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系。定量的掌握勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系。對于公式U=Ed要知道推導過程。 （2）能夠熟練應用U=Ed解決有關(guān)問題。 2.過程與方法： （1）通過分析推理，導出電勢差和電場強度的關(guān)系。培養(yǎng)學生的分析、推理問題的的能力。 （2）教師通過問題教學法，啟發(fā)引導學生分析推理。 3.情感態(tài)度與價值觀： 從不同角度認識電場，分析尋找物理量之間得內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學生的推理分析能力，培養(yǎng)學生對科學的探究精神，體會自然科學探究中的邏輯美。 四、教學重難點

5、 1.重點：在勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系式U=Ed的掌握 知道U=Ed這個表達式的推導過程 2.難點：會用U=Ed這個表達式進行計算和解決相應的問題 定性比較非勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系 五、教學方法： 講授法和問題啟示法為主，學生自主探究和討論法為輔 六、教學過程 （一）復習舊知識 要點:描述電場性質(zhì)的物理量 （1）電場強度：描述電場中力的性質(zhì)，可用電場線來形象的描述。 （2）電勢差：描述電場中能的性質(zhì)，可用等勢面來來形象的描述。 問題：既然電場強度、電勢差都可以用來描述電場的性質(zhì)。那么他們之間有什么聯(lián)系？ （二）

6、新課教學 一、電勢差與電場強度的關(guān)系（設(shè)計意圖：讓學生自己完成多媒體所展示的內(nèi)容，學會親自推導，了解該關(guān)系的來龍去脈，使學生在獲取知識的同時，感受到成功的愉悅，進一步培養(yǎng)學生的科學探究精神。） 例題：如圖所示，在場強為E的勻強電場中有A、B兩點，之間的距離為L，A、B與電場線方向的夾角為θ，現(xiàn)在將一電荷+q從A點移動到B點。 （1）計算電場力做的功。 （2）若A、B兩點間的電勢差為UAB，電場力做的功又可以怎樣表示？ （3） A、B兩點間的電勢差UAB與場強E的關(guān)系。 （本題由學生自己推導，教師巡視，解答學生在推導過程中的一些疑問，讓一個學生到講臺上去展示自

7、己的推導過程，教師做相應的評價） 由第（３）步可以得到： 　　UAB=Ed （UAB表示兩點的電勢差，E為勻強電場的場強，d為沿電場線方向上的距離）即： （1）在勻強電場中，兩點間的電勢差等于場強與這兩點間沿電場線方向的距離的乘積； (2)電場強度與電勢差的關(guān)系也可以寫作： 它的意義是：在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿電場強度方向距離的比值。也就是說，電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢。 由上式表達式還可以得到電場強度的另一個單位：伏[特]每米（V/m) 1V/m=1N/C (3) 適用條件：勻強電場 (4)強調(diào)：式中的d是沿場

8、強方向兩點間的距離．（即為A、B兩點所在的等勢面的垂直距離） 探討： 1.右圖為點電荷周圍等勢面的分布，人們習慣讓兩個相鄰的等勢面間電勢差相等，同學們想想為什么間距不相等？ 2.如圖，若AB=BC，請同學們思考一下AB和BC的電勢差誰較大？ 通過上面的兩個問題引導學生得出：對于非勻強電場U=Ed，不能用于計算，但是可用于定性分析； 3.如圖，在勻強電場中從A點沿著不同的路徑到達同一個等勢面上的不同位置，電勢都在降低，并且有UAB=UAD=UAC，但是沿AB的距離最短，即電勢降落最快，而AB的方向又是場強方向。所以可以得出：沿場強的

9、方向電勢降落最快； 二、場強的三種求法(設(shè)計意圖：通過教師提問，學生回答，這樣的一種方式對比場強三種求法的不同點以及適用條件從而加深學生對場強這個概念掌握更深入。) （三） 課堂練習： 例1、對關(guān)系式Uab=Ed的理解，正確的是（ ） A、式中的d是a、b兩點間的距離 B、a、b兩點間距離越大，電勢差越大 C、d是a、b兩個等勢面的距離 D、此式適用于任何電場 設(shè)計意圖：本題較為簡單，目的是考察學生對Uab=Ed這個表達式的適用條件及各物理量的物理意義的掌握情況。 例2、如圖

10、所示是勻強電場中的一組等勢面，每兩相鄰等勢面的距離是 25 cm，由此可確定電場強度的方向及大小為（ ） A． 豎直向下，E＝0.4 N/C B． 水平向右，E＝0.4 N/C C． 水平向右，E＝40 N/C D． 水平向左，E＝40 V/m 設(shè)計意圖：本題要求學生會用U=Ed這個表達式進行簡單的計算，同時要知道沿著電場線的方向等勢面逐漸降低。本題也是相對比較簡單的題目。 例3、如圖，在勻強電場中，將一電荷量為2×10-5C的負電荷由A點移到B點，其電勢能增加了0.1J，已知A、B兩點間距為2cm，兩點連線與電場方向成

11、60°角，如圖：問： （1）在電荷由A移到B的過程中，電場力做了多少功？ （2）A、B兩點間的電勢差為多少？ （3）該勻強電場的電場強度為多大？ 設(shè)計意圖：本題綜合性較強，考察了電場力做功與電勢能的關(guān)系、電場力做功與電勢差的關(guān)系同時還考察了電場強度與電勢差之間的關(guān)系。通過該題的練習，學生能夠應用U=Ed解決實際問題。同時也告訴學生物理中知識點聯(lián)系非常緊密。 （四） 課堂小結(jié)： 通過本節(jié)課我們知道電場強度與電勢差存在必然聯(lián)系，在勻強電場中有U=Ed，大家要知道這個表達式的適用條件僅適用用于勻強電場。同時表達式中的d指的是沿著電場線方向上的距離（即場上兩點所

12、在等勢面的垂直距離）。在非勻強電場中雖然不能夠用上面的表達式進行計算。但是我們卻可以進行定性的分析、判斷。 （五） 板書設(shè)計： 1.6電勢差與電場強度的關(guān)系 1、 電勢與電場強度的關(guān)系：無直接關(guān)系 2、 電勢差與電場強度的關(guān)系：U=Ed或 （1）單位：V/m 1V/m=1N/C （2）適用條件：勻強電場 （3）說明： ?式中的d是沿場強方向兩點間的距離．（即為A、B兩點所在的等勢面的垂直距離） ?對于非勻強電場U=Ed，不能用于計算，但是可用于定性分析； ?沿場強方向電勢降落最快；