2019-2020年人教版高中選修3-1 第1章第6節(jié) 電勢差與電場強度的關系（教案）.doc

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2019-2020年人教版高中選修3-1 第1章第6節(jié) 電勢差與電場強度的關系（教案） 【知識與技能】 1、理解勻強電場中電勢差與電場強度的定性、定量關系．對于公式U=Ed要知道推導過程． 2、能夠熟練應用U=Ed解決有關問題． 【過程與方法】 通過對勻強電場中電勢差和電場強度的定性、定量關系的學習，培養(yǎng)學生的分析、解決問題的能力． 【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的內在聯(lián)系，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 【教學過程】 ★重難點一、電勢差與電場強度的關系★ 電勢差與電場強度的關系式推導 如圖所示，在勻強電場中把電荷q從A移動到B，靜電力做功WAB＝qUAB． 靜電力是恒力，所以靜電力做的功也可以這樣求：WAB＝qElcosθ＝qEd 由以上兩式得qUAB＝qEd，UAB＝ED． 勻強電場中電勢差與電場強度的關系 (1)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． (2)公式：UAB＝ED． (3)應用此公式注意兩點： ①公式只適用于勻強電場，但可對非勻強電場進行定性分析； ②公式中的“d”一定是“沿電場方向的距離” 3．U＝Ed的兩個推論 (1)在勻強電場中，沿任意一個方向，電勢下降都是均勻的，故在同一直線上相同間距的兩點間電勢差相等．如果把某兩點間的距離平均分為n段，則每段兩端點間的電勢差等于原電勢差的1/n. (2)在勻強電場中，沿任意方向相互平行且相等的線段兩端點的電勢差相等． 4．在非勻強電場中，公式E＝可用來定性分析問題，由E＝可以得出結論：在等差等勢面中等勢面越密的地方場強就越大，如圖甲所示．再如圖乙所示，a、b、c為某條電場線上的三個點，且距離ab＝bc，由于電場線越密的地方電場強度越大，故Uab＜UbC． 【特別提醒】應用UAB＝Ed時注意d必須是沿電場強度方向的距離，如果A、B兩點間距為L，兩點連線不沿電場強度方向，計算電勢差時，d的取值應為L在電場強度方向上的投影，即為A、B兩點所在的等勢面的垂直距離 【典型例題】如圖所示，兩個平行金屬板AB中間為一勻強電場，AB相距10cm,CD為電場中的兩點，CD=8cm,CD連線和電場方向成60角，C點到A板的距離為2cm.，已知質子從C點移到D點,電場力做功為 3.210-17J。 A B C D 60 ） 求：(1)勻強電場的電場強度; (2)AB兩點間的電勢差. (3)若將A板接地,則C、D兩點的電勢各為多大? 【答案】（1）5000V/m （2）500V（3）-100V；-300V 【解析】 (1)由W=qU得 UCD===200V 由幾何關系得d=CDcos600=8cmcos600=4cm E===5000V/m (2)UAB=EAB=5000V/m0.1v=500V (3) UAC=EAC=5000V/m0.02m=100V UAC=φA-φc φA=0 φc=-100V UAD=EAD=5000V/m0.06m=300V UAD=φA-φD φA=0 φD=-300V ★重難點二、電場強度三個公式的對比★ 電場強度的另一種表述 1．內容：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． 2．公式：E＝. 3．數(shù)值：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． 4．單位：V/m，根據(jù)電場強度的兩個定義式知，1 V/m＝1 N/C． 5.電場強度的方向是電勢降落最快的方向，只有沿電場強度方向，單位長度上的電勢差才最大．如圖所示，A→C方向電勢降落最快． 電場強度三個公式的對比 區(qū)別 公式 物理含義 引入過程 適用范圍 E＝ 是電場強度大小的定義式 F∝q，E與F、q無關，是反映某點電場的性質 適用于一切電場 E＝k 是真空中點電荷場強的決定式 由E＝和庫侖定律導出 在真空中，場源電荷Q是點電荷 E＝ 是勻強電場中場強的定義式 由F＝qE和W＝qU導出 勻強電場 【特別提醒】 (1)在選取物理公式時，首先要注意公式的適用條件，然后判斷題目中物理情境是否滿足公式的適用條件。 (2)據(jù)U＝Ed可以得出結論：勻強電場中電勢差與d成正比，但不能由E＝而說E與d成反比。 【典型例題】如圖所示，在水平向右的勻強電場中，有一電荷量為-410-7C的負點電荷從A點運動到B點，電場力做功為3.210-6J，AB間距離4m，與水平方向夾角為600；求： （1）AB間電勢是多少？ （2）勻強電場的電場強度多大？ （3）如果A點的電勢為-4V，求B點的電勢為多大？ 【答案】（1）-8V（2）4N/C（3）4V 【解析】（1）AB間電勢 （2）勻強電場的電場強度 （3）因UAB=φA-φB =-8V；φA=-4V，則φB=4V