高中物理 《电势差与电场强度关系》教案 粤教版选修3-1.doc

电势差与电场强度的关系
要点：理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系．对于公式U＝Ed要知道推导过程;能够熟练应用U＝Ed解决有关问题．
教学难点：U=Ed及其成立条件；电势与场强无直接关系
考试要求：
课堂设计：本教材重视推理的过程，应该使学生明确地知道公式U=Ed的适用条件：匀强电场，而且沿着场强的方向．
解决难点：通过两个方面的推理，得出结论，强调它们之间没有直接关系。
学生现状：对电场知识类了解不深，不能灵活运用受力分析比较薄弱。
培养能力：分析综合能力，理解推理能力
一、引入：
出示图片：

分析：场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的．那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强电场场为例来研究．
二、电势差和电场强度的关系
问题1：如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力作用下从A点沿电场方向移动到B点，已知AB两点之间的距离为d，分析电场强度E与电势差UAB之间有什么关系？
AB间距离为d，电势差为UAB，场强为E．把正电荷q从A点移到B时，电场力qE所做的功为W=qEd．利用电势差和功的关系，这个功又可求得为W=qUAB，比较这两个式子，可得W=qEd=qUAB，即：
U=Ed
在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势场等于场强和这两点间距离的乘积．
问：如果不是沿场强方向的呢？（学生可以进行讨论分析）
如图所示设AD两点间电势差仍为U，设AD间距离s，与AB夹角，将正电荷从A移动到D，受电场力方向水平向右，与位移夹角，故电场力做功为W=Eqscosa，scosa=d，所以W=Eqscosa=Eqd,利用电势差和功的关系，W=qU，比较这两个式子可得U=Escosa=Ed．d为AB两点间距离，也是AB所在等势面间距离或者可以说是AD两点间距离s在场强方向的投影．
关于公式U=Ed需要说明的是：
1、U为两点间电压，E为场强，d为两点间距离在场强方向的投影．
2、由U=Ed，得E=U/d，可得场强的另一个单位：V/m

所以场强的两个单位伏／米，牛／库是相等的．注：此公式只适用于匀强场．
三、例题讲解
关于电场强度与等势面
在匀强电场中如图中所示分布着A、B、C三点．当把一个电量q=10-5C的正电荷从A沿AB线移到B时，电场力做功为零；从B移到C时，电场力做功为-1.73×10-3J．试判断该电场的方向，算出场强的大小。
解析将电荷由A移至B时电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上．又由于是匀强电场，等势面为平面，故AB面为一等势面．再由将正电荷由B移至C时克服电场力做功可知，C点电势高于B点电势．场强方向如图所示．
由W=qU得UBC=-1.73×10-3/10-5（V）
又由公式E=U/d可得E=1000(V/m)
三、教师总结：
场强表示单位电量的电荷所受的电场力，而电场中两点间的电势差表示单位电量的电荷在这两点间移动时电场力所做功的大小，由于力和功是互相联系的，所以场强与电势差之间存在着必然的联系．在非匀强电场中，电势差与场强的关系要复杂的多，但是电场中两点间距离越小时的电势差越大，则该处场强就越大．只能是定性判断。