资源简介

课程基本信息
课题
电势差与电场强度的关系
教科书
书名：物理必修（第三册）
出版社：人民教育出版社
出版日期：2019
年
4
月
教学目标
教学目标：
（1）经历探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系的过程，理解关系式的意义。
（2）知道电场强度另一个单位“伏每米”的物理意义。
教学重点：
匀强电场中
UAB＝
Ed
的推导，因为此关系式体现了电场两个核心概念之间的联系。
教学难点：
电场强度新的物理意义：电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势，空间变化率概念的渗透。
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
3分钟
新课引入
从静电场的力的性质和能的性质形象描述入手，给出电场线和等势线空间分布的剖面图。
观察带电体周围的电场线和等势面空间分布图，发现规律，引入研究的问题--电势差与电场强度的关系。
7分钟
理论探究1
（U=Ed）
1）探究方案的确定
2）创设简单的问题情景：
在匀强电场中，设A、B为电场线方向上的两点，它们间的距离为d。将一正电荷q沿电场线方向由A移动到B。
3）探究活动的实施，推导出U=Ed。
4）思考与讨论：如图所示，如果A、B两点不在电场线上，以上结论还成立吗？
5）深入探究：从匀强电场得到的关系U=Ed是否可以推广到任意电场
6分钟
理论探究2
（E=U/d）
1）由U=Ed变形得E=U/d,场强的单位可以写作什么？
2）如何证明电场强度的两个单位是一致的？
3）由U=Ed变形得E=U/d,有什么新的含义？
4）如何由E=U/d解释电场线密的地方，等差等势面也密？
5）类比a=Δv/Δt，加速度描述的是速度随时间的变化快慢，加速度是速度对时间的变化率。则E=U/d可以怎么理解？
6）电场强度方向的再理解
7）等势线与等高线的再类比
4分钟
教材例题
例题分析与解答
（重点分析解题思路与题目设计意图）
上述例题告诉我们，当
M、N
板间的距离增大时，只要它们之间的电势差没有变化，带电粒子到达
N
板的速度大小也不会变化。这很容易运用动能定理来解释。由于静电力做的功等于带电粒子动能的变化，得qu=mv2/2。
只要加速电压U是一定的，带电粒子加速后所获得的动能就是一定的。
同时我们发现第（2）、（3）问求解时，既可以采用牛顿运动定律的方法，也可以功和能的方法，而且功和能处理问题的方法要更简洁。
例题讨论
下面继续来思考一个问题。上述例题中，M、N
是两块平行金属板，两板间的电场是匀强电场。如果
M、N
是其他形状，中间的电场不再均匀，例题中的三个问题还有确定答案吗？为什么？
（1）由于是非匀强电场，电场强度变化，故电场力就没有确定答案；（2）（3）由于电场力是变力，故采用牛顿运动定律的方法求解就不太方便。但仍然可以采用动能定理求解，由于电场力做功W=qU只与两板间的电压有关，故（2）、（3）答案保持不变。
再一次体会，电场力做功W只与两点间的电势差有关，与电场的分布无关，是适用于一切电场的普遍公式。
再一次表明，用功能关系处理问题比牛顿运动定律更方便。
1分钟
新课小结
本节课从电场线与等势面间的疏密对应关系入手，探究到匀强电场中电势差与电场强度之间的关系为UAB=Ed或E=U/d，这个关系式的建立必将促进我们对静电场物质观念的形成，静电场是力的性质和能的性质的完整统一。
在此过程中，我们经历了科学探究，运用了逻辑推理，采用了类比法、微元法、从简单到复杂的解决问题的方法。

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