1、1.6 电势差与电场强度的关系 教学目标： （一）知识与技能 1、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系 U=Ed，并且能够推导出这个关系式。 2、会用关系式 U=Ed 进行有关的计算。 3、理解电势与场强无直接的关系。 （二）过程与方法 通过推导电场强度与电势差的关系，使学生的分析能力和推理能力得到进一步培养 （三）情感、态度与价值观 通过从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系，使学生在遇到具体问题时要注 意分析，不要武断地下结论，使学生养成多角度多方面看问题的学习品质。 教学重点 U=Ed 及其成立条件。 教学难点 电势与场强无直接的关系；会用关系式 U=Ed 进行有关的计算。 教学方法
2、 分析归纳法。 教学用具： 多媒体辅助教学设备 教学过程 （一）引入新课 提问你学过哪些描述电场性质的物理量？ 学生答电场的两大性质：力的性质，由电场强度描述，可用电场线形象表示； 能的性质：由电势、电势差描述，可用等势面形象表示。 提问等势面有哪些特点？ 学生答等势面的特点：沿等势面移动电荷电场力不做功；等势面与电场线垂 直，且电场线从高电势指向低电势；任两个等势面不相交。 过渡既然场强、电势、电势差都描述电场的性质，它们之间一定存在关系、什么 关系呢？下面我们就来推导它们间的关系。 （二）进行新课 1、电场强度与电势的关系 教师：场强与电势差也无直接关系吗？如何进行讨论呢？ 学生思考后分析
3、可仍从电场的等势面和电场线的分布图讨论： 等势面上，每相邻两个等势面间距表示它们间的电势差，故可用等势面的疏密来表示 电势差.由图知，电场线密处，等势面也密，即场强大处，电势差也大. 教师：场强与电势差有何定量关系？ 引导学生讨论在匀强电场中它们间的关系. 右图是一个匀强电场，场强大小为 E，A 、B 是 沿电场方向上的两点，其电势差为 U，A 、B 之间相 距为 d。现将一个电量为 q 的电荷由 A 移到 B，你可 以用几种方法计算电场力所做的功？ （1）WFdqEd （2）WqU 即得：UEd 或 EUd 若 A、B 不在同一条电场线上： 如右图根据电势差的定义式，得 UAB= BAEqW
4、AB 用 d 表示 A、B 在场强方向上的距离 AB，则上式可写为：U AB =Ed 师生互动，得出总结结论：匀强电场中两点间 的电势差等于电场强度与这两点沿电 场方向的距离的乘积。 教师：上式是在匀强电场中推出的，它适用于非匀强电场吗？ 学生：思考、讨论后回答：不适用。因为在非匀强电场中，电荷从 A 移至 B 的过程中， 受的电场力为变力，W 电场 不能写成 Fs. 电场强度与电势差的关系：U AB =Ed 注：只适用于匀强电场 d：沿电场方向的距离 问题由 UAB=Ed，得到： ，这个式子表示什么含义？从式子中可看出 EdUEAB 的单位是什么？ 学生答在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿
5、电场方向每单位距离上的电势差。 由 ，可得 E 的单位为 V/m，即 1 V/m=1 N/C。dUEAB 引导学生推导1 V/m=1 N/C 1 V/m= CN1mJsJ （三）实例探究： 【例 1】如图，在匀强电场中的 M、N 两点距离为 2 cm，两点间的电势差为 5 V，M、 N 连线与场强方向成 60角，则此电场的电场强度多大？ 解：根据 ，得dUEMN =500 V/m.5.01260cosN 【例 2】如图所示，在场强为 E4.010 3 N/C 的匀强电场 中有相距 5.cm 的 A、B 两点，两点连线与电场强度成 30角。 求 A、B 两点间的电势差。 解析：A、B 连线不沿电
6、场方向，不能直接用公式 UABEd 计算 A、B 两点间的电势差。根据匀强电场的等势面是与场强方向垂直的平面这一性质， 可过 B 点作一等势面，在等势面上找一点 ，使 A、 的连线沿场强方向，求 即可.B BAU 解：过 B 点作一垂直于电场线的平面即等势面，过 A 点作电场线的平行线，二者交于 点，如图，显然 BABU, N/C=1.7102 N/C2305.1.430cos3EAUB 【例 3】图中，A、B、C 三点都在匀强电场中，已知 ACBC ，ABC=60，BC20 cm.把一个电量 q=10-5C 的正电荷从 A 移到 B，静电力做功为零；从 B 移到 C，静电力做功 为 J，则该
7、匀强电场的场强大小和方向是3107. A.865 V/m，垂直 AC 向左 B.865 V/m，垂直 AC 向右 C.1000 V/m，垂直 AB 斜向上 D.1000 V/m，垂直 AB 斜向下 解析：把电荷 q 从 A 移到 B 电场力不做功，说明 A、B 两点在同一等势面上。因该电 场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线 AB 即为等势线，电场方向应垂直于等势面， 可见，选项 A、B 不正确。 V=-173 V，B 点 电势比 C 点低 173 V，因电场线指向电势5 3107.qWUC 降低的方 向 ， 所 以 场 强 方 向 必 垂 直 于AB 斜 向 下 。 场 强 大 小 = V/m=1000V/m。60sinBdECC23.7 故：选项 D 正确。 （四）课堂总结： 一、电势差与电场强度的关系 ：U=Ed 只适用于匀强电场 d：沿场强方向的距离 二、有关于计算场强的三个公式： （适用于任何电场） （只适用于点电荷） （只适用于匀强电场） 课余作业 书面完成 P27“问题与练习”第 1、2、3 题；思考并回答第 4 题。 qFE2rQkdUE
