2020屆高中物理 第6節(jié) 電勢差與電場強度的關(guān)系學(xué)案 新人教版選修3-1

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1、第6節(jié) 電勢差和電場強度的關(guān)系 學(xué)案 【預(yù)習(xí)目標(biāo)】 (一)、知識與技能 1. 定性掌握電勢差與場強的關(guān)系。 2. 定量掌握勻強場中電勢差與場強的關(guān)系。 (二)、過程與方法 1.看前面知識結(jié)構(gòu)圖:復(fù)習(xí)鞏固舊知識 引出新課通過知識網(wǎng)絡(luò)圖,更加牢固地掌握的已學(xué)知識更加牢固。 2.通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導(dǎo)得出電勢差與電場強度的關(guān)系 3.看圖探討得出一些常見結(jié)論(師生互動、探討) 【預(yù)習(xí)內(nèi)容】 一、[復(fù)習(xí)舊課] 1.電場的兩大性質(zhì): ①力的性質(zhì): 。 ②能的性質(zhì):電場可用

2、 形象表示 還可用 形象表示 2.看知識結(jié)構(gòu)圖:復(fù)習(xí)鞏固舊知識 二、[學(xué)習(xí)新課]: 1.電場力的性質(zhì):力和能是貫穿物理學(xué)的兩條主線,空間只要有電荷的存在,在它的周圍就存在 (E是客觀存在而又看不見摸不著的),電場有最基本的特性: ??梢酝ㄟ^電荷的受力去研究電場。 2.電場能的性質(zhì):電場力移動電荷對電荷做功。會導(dǎo)致電勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化(因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度)做功的多少決定了能量轉(zhuǎn)化的數(shù)量。 3、推導(dǎo)電場強度和電勢差的關(guān)系 問題

3、一:若沿場強方向移動電荷 如圖:表示某一勻強電場的等勢面和電場線。沿場強方向把正電荷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。則電場力所做的功: A B E 從力的角度: W= = ① 從能的角度: W= ② 由 ① ② 兩式得: U =   結(jié)論:在勻強電場中,沿場強方向的兩點間的電勢差等于 4、表達(dá)式:U = 或:E = (d為 ) 在勻強電場中,場強在

4、數(shù)值上等于 5、注意:U = Ed和E = U/d的適用條件是: 6、單位關(guān)系:1V/m =1N/C 問題二:若不是沿場強方向移動電荷? A B E α L B' 如圖,在勻強電場E中,有相距為L的A、B兩點,兩點連線與場強方向成α角。則A、B兩點間的電勢差為U = EL,對不對? [解析] :(試著推導(dǎo)) 5、電勢差和電場強度的關(guān)系的3種說法 (1)在勻強電場中兩點間的電勢差等于 . UAB = E d (2)在勻強電場中電場強度的大小等于 E = UAB/d (

5、3)電場強度在數(shù)值上=沿電場方向每單位距離上降低的電勢. 看圖討論:得出一些結(jié)論 (互動、探討) 問題三:電場中A、B兩點的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎? [說明]電場中兩點間的電勢差, 類同于重力場中兩點間的高度差: 高度差Δh 跟物體運動的路徑無關(guān), 只與A、B的位置有關(guān) 6、電勢差UAB 跟移動電荷的路徑無關(guān),只與A、B的位置有關(guān)。 問題四: 單位長度內(nèi),沿AB、 ABˊ 兩個方向,哪個電勢降落的快? 7、場強E的方向是 降落最快的方向。 應(yīng)用:在勻強電場中,兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差 。 問題五

6、:非勻強電場中,等差等勢面之間的距離相等嗎? 如點電荷的電場中的等勢面 8、結(jié)論:等差等勢面密處場強 ,等勢面疏處場強 。 請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間? 提出疑惑: 課內(nèi)探究學(xué)案: 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 定性掌握電勢差與場強的關(guān)系。 2. 定量掌握勻強場中電勢差與場強的關(guān)系。 【學(xué)習(xí)過程】 1.電場力的性質(zhì):力和能是貫穿物理學(xué)的兩條主線,空間只要有電荷的存在,在它的周圍就存在 (E是客觀存在而又看不見摸不著的),電場有最基本的特性:

7、 。可以通過電荷的受力去研究電場。 2.電場能的性質(zhì):電場力移動電荷對電荷做功。會導(dǎo)致電勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化(因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度)做功的多少決定了能量轉(zhuǎn)化的數(shù)量。 3、推導(dǎo)電場強度和電勢差的關(guān)系 問題一:若沿場強方向移動電荷 如圖:表示某一勻強電場的等勢面和電場線。沿場強方向把正電荷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。則電場力所做的功: A B E 從力的角度: W= = ① 從能的角度: W= ② 由 ① ② 兩式得: U =

8、   結(jié)論:在勻強電場中,沿場強方向的兩點間的電勢差等于 4、表達(dá)式:U = 或:E = (d為 ) 在勻強電場中,場強在數(shù)值上等于 5、注意:U = Ed和E = U/d的適用條件是: 6、單位關(guān)系:1V/m =1N/C 問題二:若不是沿場強方向移動電荷? A B E α L B' 如圖,在勻強電場E中,有相距為L的A、B兩點,兩點連線與場強方向成α角。則A、B兩點間的電勢差為U = EL,對不對? [解析] :(試著推導(dǎo))

9、 5、電勢差和電場強度的關(guān)系的3種說法 (1)在勻強電場中兩點間的電勢差等于 . UAB = E d (2)在勻強電場中電場強度的大小等于 E = UAB/d (3)電場強度在數(shù)值上=沿電場方向每單位距離上降低的電勢. 看圖討論:得出一些結(jié)論 (互動、探討) 問題三:電場中A、B兩點的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎? [說明]電場中兩點間的電勢差, 類同于重力場中兩點間的高度差: 高度差Δh 跟物體運動的路徑無關(guān), 只與A、B的位置有關(guān) 6、電勢差UAB 跟移動電荷的路徑無關(guān),只與

10、A、B的位置有關(guān)。 問題四: 單位長度內(nèi),沿AB、 ABˊ 兩個方向,哪個電勢降落的快? 7、場強E的方向是 降落最快的方向。 應(yīng)用:在勻強電場中,兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差 。 問題五:非勻強電場中,等差等勢面之間的距離相等嗎? 如點電荷的電場中的等勢面 8、結(jié)論:等差等勢面密處場強 ,等勢面疏處場強 。 請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間? 【反思總結(jié)】 討論電勢差和電場強度方向的關(guān)系時,為了便于學(xué)生接受,可以以生活實例讓學(xué)生加強理解;在介紹平行板電容器實驗

11、裝置時,應(yīng)講清靜電計張角的大小為什么能夠表示電容器兩極板之間的電壓大?。魂P(guān)于恒定電場,學(xué)生知道這些就足夠了,不必分析導(dǎo)體內(nèi)電荷分布的具體情況,也不必分析電荷分布達(dá)到平衡的過程。 【當(dāng)堂檢測:】 1.下列說法正確的是 ( ) A.由公式U = Ed 得,在電場中兩點間電勢差等于場強與兩點間距離的乘積 B.由公式E = U/d得,在勻強電場中沿電場線方向上兩點間距離越大,電場強度就越小 C.在勻強電場中,任兩點間電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積 D.公式U = Ed只適用勻強電場 a b c 2、如圖,a、b、c是一條電場線上的三個點,電場線的方向由a到c, a、b間

12、的距離等于b、c間的距離。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和場強。下列哪個正確? ( ) A.φa>φb>φc B. Ea>Eb>Ec C.φa-φb=φb-φc D. Ea=Eb=Ec 3、在電場強度為600 N/C的勻強電場中,A、B兩點相距5 cm,若A、B兩點連線是沿著電場方向時,則A、B兩點的電勢差是_____ V。若A、B兩點連線與電場方向成60°時, 則A、B兩點的電勢差是________V;若A、B兩點連線與電場方向垂直時,則A、B兩點的電勢差是_______V。 【課后練習(xí)與提高】 [練習(xí)1] 以下說法正確的是: A、 勻強電場中各處的場強相等,電勢也相等;( ) B、 場強為零的區(qū)域中,電勢處處相同; C、 沿電場線方向電場強度一定越來越?。? D、 電勢降低的方向就是電場線的方向。 [練習(xí)2] 圖中實線表示電場線,虛線表示等勢面,過a.b兩點的等勢面的電勢分別為40V、20V,那么ab連線的中點的電勢值為(?。?  A 等于30V B 大于30V C 小于30V D 無法確定 第6節(jié) 電勢差和電場強度的關(guān)系 學(xué)案 鞏固練習(xí)答案:1.D 2.B 課堂練習(xí)答案:1.B 2.C

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