1、电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 【教学目标】【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【教学重难难点】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
2、学过程】【教学过程】 一、复习提问、新课导入一、复习提问、新课导入 【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： 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。 【提问】等势面有哪些特点？ 【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。 【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、新课教学二、新课教学 1电势差与电场强度的关系 【提问】在场强为 E 的匀强电场中
3、，将一个带电量为 q 的正电荷由 A 点移动到 B 点，电场力做了多少功？ 【学生答】 = = = = 【提问】在场强为 E 的匀强电场中，将一个带电量为 q 的正电荷由 A 点移动到 B 点， 电场力做了多少功？A、 B 两点间的电势差是多少？从 A 到 C 呢？ 其中 AB=S， AC=d； AB 和 AC 的夹角为?。 【学生答】 解： = / / 总结：从 A 到 B 与从 A 到 C 相同！ 在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。 = 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 = / 一起总结适用条件： （1）匀强电场 （2）d 为
4、沿场强方向电荷移动的距离 2探究电势与电场强度的关系 【提问】电场强度大电势是否一定高？反之又如何？ 学生：思考并回答上面的问题。 E 的值是客观存在的，而电势的值与零电势点选取有关，所以上述问题不可能有肯 定答复。 教师：那一般地，规定了无穷远处为零电势点，上述问题如何？ 【提示学生】可从直观表示它们的电场线和等势面的分布图讨论。 【学生分析】一些同学举到了正点电荷电场的例子分析： A 点比 B 点所在处电场线密， EAEB 而沿电场线方向电势逐渐降低 AB 故 E 大处，一定高。 【提醒学生注意】不能从若干特殊例子随便概括出带有一般性的结论。要想肯定一 个命题，必须做一般性的证明，要想否定
5、一个命题，只要举出一个反例即可。 【学生举例】有同学会想到负点电荷的电场。 由图可知：ECED 而AB 反之，学生由以上两例分析得：高处 E 也不一定大。 教师：总结，大处不一定高；高处不一定大。 【提问】电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？ （若规定无穷远处为零电势点） 等量同种点电荷连线中点：根据场强的叠加，此点 E=0，而选取一条无限接近该点 的电场线可知：沿电场线方向电势降低，至无穷远处为 0，则该点0 等量异种点电荷连线中点：由图知，两点电荷连线的中垂线为一等势面而伸向无穷 远，此点=0，而由图可得，此点 E0 总结，为零处不一定为零；为零处不一定为零 结论：场强与电势无直
6、接关系。 3三个场强公式的区别 4场强与电势的比较 三三、巩固练习巩固练习 【练习 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 MN U E d ，得 2 5 2 100.5cos60 MN U E MN =500V/m。 【练习 2】如图所示，在场强为 E4.010 3N/C 的匀强电场中有相距 5cm 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 UABEd 计算 A、 B 两点间的电势差。 根
7、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 B ，使 A、B的连线沿场强方向，求 AB U 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 B 点，如图，显然 BAABBB UU , 3 3 cos304.0 100.05 2 AB UEABEABN/C=1.710 2 N/C 说明：用本节的两个公式解题一定要注意适用条件，还要注意必须使用国际单位。 通过此题可以看出场强方向是电势降落最快的方向， 即是通过相同距离电势降落最大的 方向。这个结论对非匀强电场也成立。 【练习 3】图中，A、B、C 三点
8、都在匀强电场中，已知 ACBC，ABC=60，BC 20cm。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 3 1073. 1 J，则该匀强电场的场强大小和方向是（ ） 。 A865 V/m，垂直 AC 向左 B865 V/m，垂直 AC 向右 C1000 V/m，垂直 AB 斜向上 D1000 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。 3 5 1.73 10 10 BC BC W U q V=-173 V，B 点电势比 C 点低 173 V，因电场线指向电势 降低方向， 所以场强方向必垂直于 AB 斜向下。 场强大小 sin60 CBCB UU E dBC = 173 3 0.2 2 V/m=1000V/m。
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