2019-2020年高中物理 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系教案 人教版第二冊(cè).doc

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2019-2020年高中物理 電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系教案 人教版第二冊(cè) 一、教學(xué)目標(biāo) 1．定性掌握電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系。 2．定量掌握勻強(qiáng)場中電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系。 二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1．場強(qiáng)方向——電勢降低最快的方向。 2．U=Ed——d為沿場強(qiáng)方向兩點(diǎn)所在等勢面間距離。 三、教學(xué)方法：講授法 四、教 具：投影儀、幻燈片 五、教學(xué)過程： （一）引入新課 場強(qiáng)是跟電場對(duì)電荷的作用力相聯(lián)系的，電勢差是跟電場力移動(dòng)電荷做功相聯(lián)系的。那么場強(qiáng)與電勢差有什么關(guān)系呢？我們以勻強(qiáng)場為例來研究。 （二）進(jìn)行新課 前面講過，沿著電場線方向，也就是沿著場強(qiáng)的方向，電勢越來越低，從圖中可以看出沿AB、AD、AC方向，電勢都在降低，但沿AB方向距離最短，即降低得最快，而AB方向即為場強(qiáng)方向，可見場強(qiáng)的方向是指向電勢降低最快的方向。 1．場強(qiáng)方向是指向電勢降低最快的方向。 我們?cè)賮硌芯繄鰪?qiáng)和電勢差的數(shù)量關(guān)系。設(shè)AB間距離為d，電勢差為U1，場強(qiáng)為E。把正電荷q從A點(diǎn)移到B時(shí)，電場力qE所做的功為W=qEd。利用電勢差和功的關(guān)系，這個(gè)功又可求得為W=qU，比較這兩個(gè)式子，可得W=qEd=Uq，即U=Ed。這就是說，在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積。如果不是沿場強(qiáng)方向的呢？例如AD兩點(diǎn)間電勢差仍為U，設(shè)AD間距離s，與AB夾角α，將正電荷從A移動(dòng)到D，受電場力方向水平向右，與位移夾角α，故電場力做功為W=Eqs cosα，s cosα=d，所以W=Eqs cosα=Eqd。利用電勢差和功的關(guān)系，W=qU，比較這兩個(gè)式子可得U=Escosα=Ed。d為AB兩點(diǎn)間距離，也是AB所在等勢面間距離或者可以說是AD兩點(diǎn)間距離s在場強(qiáng)方向的投影。 2．U=Ed。U為兩點(diǎn)間電壓，E為場強(qiáng)，d為兩點(diǎn)間距離在場強(qiáng)方向的投影。 3．由U=Ed，得E=U/d，可得場強(qiáng)的另一個(gè)單位：V/m。 1伏/米＝＝1牛/庫 所以場強(qiáng)的兩個(gè)單位伏/米，牛/庫是相等的。 注意：此公式只適用于勻強(qiáng)場。 （三）例題精講 【例1 】勻強(qiáng)電場E=200N/C，UAC=5V，AB間距離多少？ UAC＝Ed ＝m=2.5m ＝5m 【例2】 勻強(qiáng)電場電場線與AC平行，把10C的負(fù)電荷從A移至B的電場力，做功610J， AB長6cm，求：（1）場強(qiáng)方向；（2）設(shè)B處電勢為1V，則A處電勢為多少？（3）場強(qiáng)為多少？電子在A點(diǎn)電勢能為多少？ 解 （1）將負(fù)電荷從A移至B，電場力做正功，所以所受電場力方向沿A至C，又因?yàn)槭秦?fù)電荷，場強(qiáng)方向與負(fù)電荷受力方向相反，所以場強(qiáng)方向應(yīng)為C至A方向。 （2）由W=qU U=W/q=610J/10C=6V 即AB兩點(diǎn)間電勢差為6V。 沿電場線方向電勢降低，B點(diǎn)電勢高于A點(diǎn)電勢。U=UB-UA，UB=1V，UA=UB-U，UA=1V-6V=-5V，即A點(diǎn)的電勢-5V。 （3）由B向AC做垂線交于D，D與B在同一等勢面上。 ＝＝U＝6V，沿場強(qiáng)方向AD兩點(diǎn)間距離為＝6cm＝3cm＝0.03m 所以E＝＝200V/m。 （4）電子在A點(diǎn)的電勢能E=qU=（-e）（-5V）=5eV（注：計(jì)算電勢能時(shí)要帶號(hào)運(yùn)算。） 【例3】 一個(gè)10-5C的電荷從電場外移到電場內(nèi)一點(diǎn)A，外力克服電場力做功0.006J，則A點(diǎn)電勢為多少？如果此電荷從電場外移到電場內(nèi)另一點(diǎn)B時(shí)，電場力做功是0.002J，則AB兩點(diǎn)間電勢差UAB為多少？如果有另一個(gè)電量是0.2C的負(fù)電荷從A移到B，則電場力做正功還是負(fù)功，大小是多少？ 解 （1）正電荷在場外時(shí)電勢能、電勢均為零，從場外移至A點(diǎn)電場力做負(fù)功，所以電勢能增加，即在A點(diǎn)正電荷具有的電勢能為正，A點(diǎn)的電勢也為正，又因?yàn)閃=qUA∞，所以UA∞＝W/q＝0.006J/10-5C＝6102V，U∞＝0，UA∞＝UA-U∞，UA＝6102V （2）W＝qUAB，UAB＝W/q＝0.002J/10-5C＝2102V。 （3）將10－5C的正電荷從A移至B時(shí)電場力做正功，如果將負(fù)電荷從A移到B，負(fù)電荷所受電場力方向與正電荷所受電場力方向相反，電場力對(duì)正電荷做正功，對(duì)負(fù)電荷做功為負(fù)，大小為W=qUAB=0.2C2102V=40J （四）課堂練習(xí) 見教材133頁練習(xí)六（1）、（2）、（3）題。 （五）布置作業(yè) 133頁練習(xí)六（4）、（5）、題做在作業(yè)本上。 說明： 1．學(xué)習(xí)本節(jié)課學(xué)生易犯的一個(gè)錯(cuò)誤是把電勢高低與場強(qiáng)大小直接聯(lián)系起來，認(rèn)為電場中某點(diǎn)電勢高（低）電場強(qiáng)度就大（小）。因此，我們?cè)谝胝n題時(shí)要正確強(qiáng)調(diào)討論電勢差和場強(qiáng)的關(guān)系，并且在一開始先指出這兩個(gè)概念的不同之處。 2．在引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)關(guān)系的過程中，要注意讓學(xué)生仔細(xì)體會(huì)推導(dǎo)思路，物理意義：從力的角度計(jì)算功是W=qEd，從能的角度來計(jì)算是W==qU。 3．要使學(xué)生明確公式U=Ed的使用條件是：勻強(qiáng)電場，且沿著場強(qiáng)方向。