高二物理选修3-4第五节电场强度与电势差的关系一、教学目标知识目标1、理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系；2、理解电场线与等势面的关系能力目标通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的推理、导出，培养学生的分析、解决问题的能力；认识科学探究的多样性。情感目标从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自然科学探究中的逻辑美，发展对科学的好奇心和求知欲．二、学法引导1、通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系；2、联想、分析物理量之间的关系．三、重点·难点·疑点及解决办法1、重点：理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系2、难点：不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确应用结论四、课时安排：1课时五、教具学具准备：直尺、挂图、课件六、师生互动活动设计前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节内容是研究电势差与电场强度的关系，注意电场强度是描述电场力的性质，电势是描述电场能的性质，电势差是跟电场力移动电荷做功相互联系。电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的内部逻辑．教师在讲解、学生在讨论时需要把握其内部联系，重视启发学生联想、分析物理量之间的关系．七、教学步骤引入新课：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区别与联系呢？我们以匀强电场场为例来研究．（一）电场强度与电势差的不同之处１、物理意义不同：电场强度Ｅ描述电场力的特征，电势差Ｕ描述电场能的特征；２、Ｅ是矢量，Ｕ是标量；３、表达式不同：Ｅ＝Ｆ／q，U=W/q；４、单位不同：Ｅ为Ｖ／m，U为V（二）探究场强与电势差的关系用心爱心专心服务电话：010-827800751．场强方向是指向电势降低最快的方向。前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越来越低，从图中可以看出沿AB、AD、AC方向，电势都在降低，但沿AB方向距离最短，即降低得最快，而AB方向即为场强方向，可见场强的方向是指向电势降低最快的方向。2．场强和电势差的数量关系设AB间距离为d，电势差为U1，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=qU，比较这两个式子，可得W=qEd=Uq，即U=Eq。这就是说，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。如果不是沿场强方向的呢？例如AD两点间电势差仍为U，设AD间距离s，与AB夹角α，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α，故电场力做功为W=Eqscosα，scosα=d，所以W=Eqscosα=Eqd。利用电势差和功的关系，W=qU，比较这两个式子可得U=Escosα=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。结论：U=Ed。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。3．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。例1匀强电场E=200N/C，UAC=5V，AB间距离多少？UAC＝Ed例2匀强电场电场线与AC平行，把10－8C的负电荷从A移至B的电场力，做功6×10－8J，AB长6cm，求：（1）场强方向；（2）设B处电势为1V，则A处电势为多少？（3）场强为多少？电子在A点电势能为多少？解（1）将负电荷从A移至B，电场力做正功，所以所受电场力方向沿A至C，又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所用心爱心专心服务电话：010-82780075以场强方向应为C至A方向。（2）由W=qUU=W/q=6×10－8J/10－8C=6V即AB两点间电势差为6V。沿电场线方向电势降低，B点电势高于A点电势。U=UB-UA，UB=1V，UA=UB-U，UA=1V-6V=-5V，即A点的电势-5V。（3）由B向AC做垂线交于D，D与B在同一等势面上。电子在A点的电势能E=qU=（-e）×（-5V）=5eV（注：计算电势能时要带号运算。）例3一个10－5C的电荷从电场外移到电场内一点A，外力克服电场力做功0.006J，则A点电势为多少？如果此电荷从电场外移到电场内另一点B时，电场力做功是0.002J，则AB两...
