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1、2022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
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、難點
1．場強(qiáng)方向——電勢降低最快的方向。
2．U=E·d——d為沿場強(qiáng)方向兩點所在等勢面間距離。
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)是跟電場對電荷的作用力相聯(lián)系的，電勢差是跟電場力移動電荷做功相聯(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
2、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。
我們再來研究場強(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點移到B時，電場力qE所做的功為W=qEd。利用電勢差和功的關(guān)系，這個功又可求得為W=qU，比較這兩個式子，可得W=qEd=Uq，即U=Ed。這就是說，在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向的兩點間的電勢差等于場強(qiáng)和這兩點間距離的乘積。如果不是沿場強(qiáng)方向的呢？例如AD兩點間電勢差仍為U，設(shè)AD間距離s，與AB夾角α，將正電荷從A移動到
3、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，比較這兩個式子可得U=Escosα=Ed。d為AB兩點間距離，也是AB所在等勢面間距離或者可以說是AD兩點間距離s在場強(qiáng)方向的投影。
2．U=Ed。U為兩點間電壓，E為場強(qiáng)，d為兩點間距離在場強(qiáng)方向的投影。
3．由U=Ed，得E=U/d，可得場強(qiáng)的另一個單位：V/m。
1伏/米＝＝1牛/庫
所以場強(qiáng)的兩個單位伏/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
4、=5V，AB間距離多少？
UAC＝Ed
＝m=2.5×m ＝5×m
【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6×10J， 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，又因為是負(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=6×10J/10C=6V
即AB兩點間電勢差為6V。
沿電場線方向電勢降低，B點電勢高于A點電勢。U=UB-UA，
5、UB=1V，UA=UB-U，UA=1V-6V=-5V，即A點的電勢-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兩點間距離為＝6×cm＝3cm＝0.03m
所以E＝＝200V/m。
（4）電子在A點的電勢能E=qU=（-e）×（-5V）=5eV（注：計算電勢能時要帶號運算。）
【例3?】 一個10-5C的電荷從電場外移到電場內(nèi)一點A，外力克服電場力做功0.006J，則A點電勢為多少？如果此電荷從電場外移到電場內(nèi)另一點B時，電場力做功是0.002J，則AB兩點間電勢差UAB為多少？如果有另一個電量是0.2C的負(fù)電荷從A移到B，則電場力做正
6、功還是負(fù)功，大小是多少？
解? （1）正電荷在場外時電勢能、電勢均為零，從場外移至A點電場力做負(fù)功，所以電勢能增加，即在A點正電荷具有的電勢能為正，A點的電勢也為正，又因為W=qUA∞，所以UA∞＝W/q＝0.006J/10-5C＝6×102V，U∞＝0，UA∞＝UA-U∞，UA＝6×102V
（2）W＝qUAB，UAB＝W/q＝0.002J/10-5C＝2×102V。
（3）將10－5C的正電荷從A移至B時電場力做正功，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，電場力對正電荷做正功，對負(fù)電荷做功為負(fù)，大小為W=qUAB=0.2C×2×102V=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)生易犯的一個錯誤是把電勢高低與場強(qiáng)大小直接聯(lián)系起來，認(rèn)為電場中某點電勢高（低）電場強(qiáng)度就大（?。?。因此，我們在引入課題時要正確強(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)體會推導(dǎo)思路，物理意義：從力的角度計算功是W=qEd，從能的角度來計算是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。
2022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
