2022年高中物理人教版選修3-1 第一章 第5節(jié) 電勢差 教案2

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1、2022年高中物理人教版選修3-1 第一章 第5節(jié) 電勢差 教案2 一、教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能 定性把握電勢差與電場強度的關(guān)系，理解勻強電場中電勢差與電場強度的定量關(guān)系。 2、過程與方法 通過對勻強電場中電勢差和電場強度的定性、定量關(guān)系的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問題的能力． 3、情感態(tài)度與價值觀 從不同角度認(rèn)識電場、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)對物理學(xué)科的興趣、堅定思考探索物理的的信念，領(lǐng)略物理方法的奧妙，體會物理科學(xué)的力量。 二、教學(xué)設(shè)想 電場強度和電勢都是描述電場性質(zhì)的物理量，兩者從不同的角度對電場性質(zhì)進(jìn)行描述。對于這節(jié)課的講解，只要求讓學(xué)生定性了解電勢差與

2、電場強度的關(guān)系就可以了。對于勻強電場，在講授時，只要求學(xué)生了解它們的定量關(guān)系式，即在勻強電場中推導(dǎo)出電場強度與電勢差的關(guān)系公式，并通過公式變形，用比值的方法指出電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢。通過分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。 三、教材分析 本節(jié)內(nèi)容主要是研究電勢差與電場強度之間的關(guān)系，雖然前者是標(biāo)量，后者是矢量，但通過靜電力做功在兩者之間建立了聯(lián)系。本節(jié)內(nèi)容的重點是勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。 四、重點、難點 重點：勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系 難點： 對公式 U=E d中d的理解及公式的正確運用 (d為沿場強方向兩

3、點所在等勢面的距離) 五、教學(xué)方法 講授法、推理法、歸納法 六、教具準(zhǔn)備 多媒體輔助教學(xué)設(shè)備、練習(xí)資料 七、教學(xué)過程 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 ?（一）引入新課 ［提問］你學(xué)過哪些描述電場性質(zhì)的物理量？ ［學(xué)生答］電場的兩大性質(zhì)：①力的性質(zhì)，由電場強度描述，可用電場線形象表示；②能的性質(zhì)：由電勢、電勢差描述，可用等勢面形象表示。 ［提問］等勢面有哪些特點？ ［學(xué)生答］等勢面的特點：①沿等勢面移動電荷電場力不做功；②等勢面與電場線垂直，且電場線從高電勢指向低電勢；③任兩個等勢面不相交。 ［過渡］既然場強、電勢、電勢差都描述電場的性質(zhì)，它們之間一定存在關(guān)系、什么關(guān)系

4、呢？下面我們就來推導(dǎo)它們間的關(guān)系。 （二）進(jìn)行新課 一、電場強度與電勢的關(guān)系 教師：投影片出示下列問題，學(xué)生討論 （1）電場強度大的地方電勢是否一定高？反之？ （2）電場強度為零的點電勢一定為零嗎？反之？ 學(xué)生：思考、討論并回答上面的問題。 ［結(jié)論］場強與電勢無直接關(guān)系. 二、電場強度與電勢差的關(guān)系 教師：場強與電勢差也無直接關(guān)系嗎？如何進(jìn)行討論呢？ 引導(dǎo)學(xué)生討論在勻強電場中它們間的關(guān)系. 表示某一勻強電場的等勢面和電場線。沿場強方向把 電荷q由A點移動到B點 ，設(shè)A、B兩點間的距離為d 電勢差為U，場強為E。 ★問題：電場力所做的功是多少？ ［學(xué)生推導(dǎo)、板演］

5、 由功的定義和電場強度的定義可知： W=Fd=qEd 由電勢差定義可知 W=qU 綜合上式得到 U=Ed 提問：若A、B與場強夾角為θ時，以上結(jié)論還成立嗎？ 學(xué)生思考、回答： 由功的定義和電場強度的定義可知： W=Fd=qEdcosθ 由電勢差定義可知 W=qU 綜合上式得到 U=Edcosθ ☆結(jié)論：勻強電場中兩點之間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。 1、表達(dá)式：U=Ed U為兩點間電壓，E為場強，d為兩點間距離在場強方向的投影． 2、適用條件：勻強電場 3、公式變形： E=U/d 在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距

6、離上的電勢差。 但此公式不是U=Ed簡單的變形，它的物理意義是：電場強度的大小等于兩點間的電勢差與這兩點間沿電場方向的距離的比值。這一比值在非勻強電場中也適用，它表示兩點間的平均電場強度。 師生互動，得出總結(jié) 用d表示A、B在場強方向上的距離AB′，則上式可寫為：UAB =Ed 教師：上式是在勻強電場中推出的，它適用于非勻強電場嗎？ 學(xué)生：思考、討論后回答：不適用。因為在非勻強電場中，電荷從A移至B的過程中，受的電場力為變力，W電場不能寫成Fs. ［投影片出示結(jié)論］ 電場強度與電勢差的關(guān)系：UAB =Ed 注：①只適用于勻強電場 ②d：沿電場方向的距離 ［問題］UAB=Ed

7、這個式子表示什么含義？從式子中可看出E的單位是什么？ ［學(xué)生答］在勻強電場中，電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上的電勢差。 由E= UAB/d，可得E的單位為V/m，即1 V/m=1 N/C。 ［引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)］1 V/m=1 N/C 三、電場強度三個公式的區(qū)別 公式 含義 適用條件 E=F/q 電場強度的定義式 任意電場 E=kQ/r2 是真空中點電荷電場的場強計算公式 ? 真空中點電荷電場 E=U/d 是勻強電場的場強的計算公式 （d為沿場強方向的距離） 勻強電場 四、實例探究 電場強度與電勢差關(guān)系式的應(yīng)用 【學(xué)以致用】兩塊帶電平行金屬

8、板相距0.5m兩板間的電勢差為103V，兩板間勻強電場的電場為多少V/m.兩板間有一個電子，它所受的電場力為多少N。 【案例分析】如圖，在勻強電場中的M、N兩點距離為2 cm，兩點間的電勢差為5 V,M、N連線與場強方向成60°角，則此電場的電場強度多大？ 【變式訓(xùn)練】如圖所示，在場強為E＝4．0×103 N/C的勻強電場中有相距5.0cm的A、B兩點，兩點連線與電場強度成300角。 求A、B兩點間的電勢差 。 【拓展練習(xí)】如圖所示，a、b是勻強電場中的兩點已知兩點間的距離為0.4m，兩點的連線與電場線成37°角，兩點間的電勢差Uab=2.4×103V，則勻強電場的場強大小為E=

9、______V/m，把電子從a點移到b點電場力做功W=______J，電子的電勢能將______(填“增大”、“減少”或“不變”) 說明：用本節(jié)的兩個公式解題一定要注意適用條件，還要注意必須使用國際單位。通過此題可以看出場強方向是電勢降落最快的方向，即是通過相同距離電勢降落最大的方向。這個結(jié)論對非勻強電場也成立。 ? ? ? ? ? ? ? ? ?傾聽、思考、 回答 　 思考、分析、 推導(dǎo)、回答 　

10、 思考、分析、 推導(dǎo)、回答 傾聽、回答 思考、分析、 推導(dǎo)、回答 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、 　 培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析解決問題的能力 　 培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析解決問題的能力

11、 鞏固知識點，培養(yǎng)總結(jié)歸納的能力 培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析解決問題的能力 （四）?小結(jié) 1、電勢與電場強度無直接關(guān)系 2、在勻強電場中，電勢差和電場強度的關(guān)系為： UAB = E d 或 E = UAB／d 注意：（d為沿場強方向上的距離） 3、電場強度三個公式的區(qū)別： E=F/q (適用于任意電場) E=kQ/r2 （適用于點電荷） E=U/d （適用于勻強電場） （五）板書設(shè)計： 一、電勢與電場強度無直

12、接關(guān)系 二、在勻強電場中，電勢差和電場強度的關(guān)系為： UAB = E d 或 E = UAB／d 注意：（d為沿場強方向上的距離） 三、電場強度三個公式的區(qū)別： E=F/q (適用于任意電場) E=kQ/r2 （適用于點電荷） E=U/d （適用于勻強電場） 四、例題 （六）作業(yè): 課本：P22:1、2題，P23:1、2題 ? 傾聽、回答? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 鞏固知識點，培養(yǎng)總結(jié)歸納的能力 ? ? ?加強記憶 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?