2022年高中物理人教版選修3-1 第一章 第6節(jié) 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)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(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)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(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系”的內(nèi)容。 二、 設(shè)計(jì)思想 1.教材分析 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)重要物理量，電勢(shì)差是描述電場(chǎng)中能的性質(zhì)而電場(chǎng)強(qiáng)度則是描述電場(chǎng)中力的性質(zhì)；這兩個(gè)物理量雖然從不同的角度上描述了電場(chǎng)的性質(zhì)，但是通過(guò)電場(chǎng)力做功在兩者之間建立起了聯(lián)系。教材中以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例通過(guò)分析和推理導(dǎo)出電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系；通過(guò)分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探究精神，同時(shí)能更好的理解電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度兩個(gè)概念。因此

2、從教材上來(lái)看，本節(jié)課內(nèi)容起到了一個(gè)橋梁，紐帶的作用，將電場(chǎng)的兩大重要性質(zhì)聯(lián)系起來(lái)； 2.學(xué)情分析 在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，同學(xué)們已經(jīng)對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度，電勢(shì)，電勢(shì)差這些概念有了 較好的了解，并且已經(jīng)掌握了電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)，知道了電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。也懂得利用這些知識(shí)去解決一些實(shí)際的問(wèn)題。高二的學(xué)生通過(guò)了高一一年的學(xué)習(xí)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(xué)生應(yīng)該能夠比較容易的推導(dǎo)出勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，然而對(duì)于一般電場(chǎng)來(lái)講，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系應(yīng)該怎樣理解，這對(duì)于同學(xué)們來(lái)講就應(yīng)該比較困難了。 3.教學(xué)設(shè)計(jì)思路 由于本節(jié)課是推導(dǎo)出之前學(xué)習(xí)的兩個(gè)物理量電勢(shì)差與電

3、場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系，因此本節(jié)課首先對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，然后通過(guò)“既然電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度都是描述電場(chǎng)的物理量，那么它們之間有關(guān)系？”這樣的一個(gè)問(wèn)題引出本節(jié)課的內(nèi)容。以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。讓學(xué)生通過(guò)學(xué)會(huì)親自推導(dǎo)，了解該關(guān)系的來(lái)龍去脈，使學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)，感受到成功的愉悅，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。接著教師將特殊情況引導(dǎo)到一般情況，如果不是沿場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷，結(jié)論還成立嗎？引導(dǎo)學(xué)生討論并得到結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。順勢(shì)從新的公式得到電場(chǎng)強(qiáng)度的新單位V/m。接著通過(guò)例題的講解和練習(xí)，讓學(xué)生在練習(xí)中使知識(shí)點(diǎn)得到鞏固，同時(shí)通過(guò)對(duì)習(xí)題的解答過(guò)程中也讓他們嘗到成功的喜悅。最后在通過(guò)對(duì)

4、本節(jié)課的小結(jié)。將本節(jié)課的該掌握的知識(shí)點(diǎn)涵蓋于其中。 三、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)與技能： （1）定性把握非勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。定量的掌握勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。對(duì)于公式U=Ed要知道推導(dǎo)過(guò)程。 （2）能夠熟練應(yīng)用U=Ed解決有關(guān)問(wèn)題。 2.過(guò)程與方法： （1）通過(guò)分析推理，導(dǎo)出電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理問(wèn)題的的能力。 （2）教師通過(guò)問(wèn)題教學(xué)法，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生分析推理。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀： 從不同角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)，分析尋找物理量之間得內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的推理分析能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探究精神，體會(huì)自然科學(xué)探究中的邏輯美。 四、教學(xué)重難點(diǎn)

5、 1.重點(diǎn)：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式U=Ed的掌握 知道U=Ed這個(gè)表達(dá)式的推導(dǎo)過(guò)程 2.難點(diǎn)：會(huì)用U=Ed這個(gè)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算和解決相應(yīng)的問(wèn)題 定性比較非勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 五、教學(xué)方法： 講授法和問(wèn)題啟示法為主，學(xué)生自主探究和討論法為輔 六、教學(xué)過(guò)程 （一）復(fù)習(xí)舊知識(shí) 要點(diǎn):描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量 （1）電場(chǎng)強(qiáng)度：描述電場(chǎng)中力的性質(zhì)，可用電場(chǎng)線來(lái)形象的描述。 （2）電勢(shì)差：描述電場(chǎng)中能的性質(zhì)，可用等勢(shì)面來(lái)來(lái)形象的描述。 問(wèn)題：既然電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差都可以用來(lái)描述電場(chǎng)的性質(zhì)。那么他們之間有什么聯(lián)系？ （二）

6、新課教學(xué) 一、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生自己完成多媒體所展示的內(nèi)容，學(xué)會(huì)親自推導(dǎo)，了解該關(guān)系的來(lái)龍去脈，使學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)，感受到成功的愉悅，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。） 例題：如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，之間的距離為L(zhǎng)，A、B與電場(chǎng)線方向的夾角為θ，現(xiàn)在將一電荷+q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)。 （1）計(jì)算電場(chǎng)力做的功。 （2）若A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB，電場(chǎng)力做的功又可以怎樣表示？ （3） A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與場(chǎng)強(qiáng)E的關(guān)系。 （本題由學(xué)生自己推導(dǎo)，教師巡視，解答學(xué)生在推導(dǎo)過(guò)程中的一些疑問(wèn)，讓一個(gè)學(xué)生到講臺(tái)上去展示自

7、己的推導(dǎo)過(guò)程，教師做相應(yīng)的評(píng)價(jià)） 由第（３）步可以得到： 　　UAB=Ed （UAB表示兩點(diǎn)的電勢(shì)差，E為勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，d為沿電場(chǎng)線方向上的距離）即： （1）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)線方向的距離的乘積； (2)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系也可以寫作： 它的意義是：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值。也就是說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)。 由上式表達(dá)式還可以得到電場(chǎng)強(qiáng)度的另一個(gè)單位：伏[特]每米（V/m) 1V/m=1N/C (3) 適用條件：勻強(qiáng)電場(chǎng) (4)強(qiáng)調(diào)：式中的d是沿場(chǎng)

8、強(qiáng)方向兩點(diǎn)間的距離．（即為A、B兩點(diǎn)所在的等勢(shì)面的垂直距離） 探討： 1.右圖為點(diǎn)電荷周圍等勢(shì)面的分布，人們習(xí)慣讓兩個(gè)相鄰的等勢(shì)面間電勢(shì)差相等，同學(xué)們想想為什么間距不相等？ 2.如圖，若AB=BC，請(qǐng)同學(xué)們思考一下AB和BC的電勢(shì)差誰(shuí)較大？ 通過(guò)上面的兩個(gè)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生得出：對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)U=Ed，不能用于計(jì)算，但是可用于定性分析； 3.如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中從A點(diǎn)沿著不同的路徑到達(dá)同一個(gè)等勢(shì)面上的不同位置，電勢(shì)都在降低，并且有UAB=UAD=UAC，但是沿AB的距離最短，即電勢(shì)降落最快，而AB的方向又是場(chǎng)強(qiáng)方向。所以可以得出：沿場(chǎng)強(qiáng)的

9、方向電勢(shì)降落最快； 二、場(chǎng)強(qiáng)的三種求法(設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)教師提問(wèn)，學(xué)生回答，這樣的一種方式對(duì)比場(chǎng)強(qiáng)三種求法的不同點(diǎn)以及適用條件從而加深學(xué)生對(duì)場(chǎng)強(qiáng)這個(gè)概念掌握更深入。) （三） 課堂練習(xí)： 例1、對(duì)關(guān)系式Uab=Ed的理解，正確的是（ ） A、式中的d是a、b兩點(diǎn)間的距離 B、a、b兩點(diǎn)間距離越大，電勢(shì)差越大 C、d是a、b兩個(gè)等勢(shì)面的距離 D、此式適用于任何電場(chǎng) 設(shè)計(jì)意圖：本題較為簡(jiǎn)單，目的是考察學(xué)生對(duì)Uab=Ed這個(gè)表達(dá)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(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，每?jī)上噜彽葎?shì)面的距離是 25 cm，由此可確定電場(chǎng)強(qiáng)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(jì)意圖：本題要求學(xué)生會(huì)用U=Ed這個(gè)表達(dá)式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，同時(shí)要知道沿著電場(chǎng)線的方向等勢(shì)面逐漸降低。本題也是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的題目。 例3、如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一電荷量為2×10-5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢(shì)能增加了0.1J，已知A、B兩點(diǎn)間距為2cm，兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向成

11、60°角，如圖：?jiǎn)枺? （1）在電荷由A移到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做了多少功？ （2）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多少？ （3）該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？ 設(shè)計(jì)意圖：本題綜合性較強(qiáng)，考察了電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系同時(shí)還考察了電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系。通過(guò)該題的練習(xí)，學(xué)生能夠應(yīng)用U=Ed解決實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)也告訴學(xué)生物理中知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系非常緊密。 （四） 課堂小結(jié)： 通過(guò)本節(jié)課我們知道電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差存在必然聯(lián)系，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有U=Ed，大家要知道這個(gè)表達(dá)式的適用條件僅適用用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。同時(shí)表達(dá)式中的d指的是沿著電場(chǎng)線方向上的距離（即場(chǎng)上兩點(diǎn)所

12、在等勢(shì)面的垂直距離）。在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中雖然不能夠用上面的表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。但是我們卻可以進(jìn)行定性的分析、判斷。 （五） 板書設(shè)計(jì)： 1.6電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 1、 電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：無(wú)直接關(guān)系 2、 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：U=Ed或 （1）單位：V/m 1V/m=1N/C （2）適用條件：勻強(qiáng)電場(chǎng) （3）說(shuō)明： ?式中的d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向兩點(diǎn)間的距離．（即為A、B兩點(diǎn)所在的等勢(shì)面的垂直距離） ?對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)U=Ed，不能用于計(jì)算，但是可用于定性分析； ?沿場(chǎng)強(qiáng)方向電勢(shì)降落最快；