【教学设计】《6．电势差与电场强度的关系》（人教）

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1、《6．电势差与电场强度的关系》◆教材分析电势差和电场强度是本章重要的概念，因为它们分别描述了电场的两大性质：能的性质和力的性质.因此本节内容起了一个桥梁、纽带的作用，将两大性质联系了起来，这才真正可以全面的了解电场。对本节的教学，采取了让学生从基本概念出发推出各种关于电势差与场强的关系的结论，避免因混淆场强和电势的概念，而发生种种错误.既使学生对场强和电势的概念有了深刻的理解，同时也理解清了它们之间的联系。◆教学目标1)【知识与能力目标】1．理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系，对于公式U＝Ed要知道推导过程；2．能够熟练应用U＝Ed解决有关问题；3．理

2、解电势与场强无直接的关系。【过程与方法目标】通过匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生分析、解决问题的能力。【情感态度价值观目标】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，体会自然科学的逻辑美。◆教学重难点◆【教学重点】1．匀强电场中电势差与电场强度的关系；2．U＝Ed及其成立条件及正确应用。【教学难点】电势与场强无直接的关系。◆课前准备◆多媒体设备及课件等。◆教学过程［新课导入］问题：你学过哪些描述电场性质的物理量？电场的两大性质：①力的性质，由电场强度描述，可用电场线形象表示；②能的性质：由电势、电势差描述

3、，可用等势面形象表示。问题：等势面的特点？等势面的特点：①同一等势面上各点的电势相等，在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。电荷从一个等势面上的任一点移到另一个等势面上的任一点，电势能的变化量相同，电场力做的功相同。②等势面一定和电场线垂直，且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。③在相邻等势面间电势差值相同的情况下，等势面密处场强大，等势面疏处场强小。④不同电势的等势面在空间不能相交，同一电势的等势面一般也不相交。既然场强、电势、电势差都描述电场的性质，电场强度是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移送电荷做功相联系的。正像力和功有联系一样

4、，电场强度和电势差也是有联系的。那么电场强度E和电势差U又有什么关系呢？本节课以匀强电场为例来研究它们的关系。［新课教学］一、电势与电场强度的关系1．电场强度E大的地方电势φ不一定高。电势φ高的地方电场强度E不一定大。问题：①电场强度大的地方电势是否一定高？反之，电势高的地方电场强度是否一定大？②电场强度为零的点电势是否一定为零？反之，电势为零的地方电场强度是否一定为零？分析：电场强度的值是客观存在的，而电势的值与零电势点选取有关。电场强度是矢量，电势是标量，所以上述问题没有肯定答复。理论上规定无穷远处为零电势点，下面从直观表示它们的电场线和等势面的分布图讨论。下

5、面以正、负点电荷的电场为例分析：在正的点电荷形成的电场中，A比B所在处的电场线密，所以EA＞EB；而沿电场线的方向，电势是逐渐降低的，所以φA＞φB。故在正的点电荷形成的电场中，电场强度E大的地方电势φ一定高。(注意：不能从若干特殊例子随便概括出带有一般性的结论。要想肯定一个命题，必须做一般性的证明，要想否定一个命题，只要举出一个反例即可)在负的点电荷形成的电场中，C比D所在处的电场线密，所以EC＞ED；而沿电场线的方向，电势是逐渐降低的，所以φC＜φD。故在负的点电荷形成的电场中，电场强度E大的地方电势φ一定低。总结：电场强度E大的地方电势φ不一定高。电势φ高的

6、地方电场强度E不一定大。2．电场强度E为零的点电势φ不一定等于零，电势φ为零的地方电场强度E也不一定等于零。问题：电场强度为零的点电势是否一定为零？反之，电势为零的地方电场强度是否一定为零？下面从等量同、异种点电荷的电场分析：在等量同种点电荷的电场中，两点电荷连线的中点，根据场强矢量的叠加，此点E＝0。而选取一条无限接近该点的电场线可知：沿电场线方向电势降低，至无穷远处为0，则该点φ＞0。在等量异种点电荷的电场中，由图知，两点电荷连线的中垂线为一等势面并伸向无穷远，所以此点φ＝0。根据场强矢量的叠加，此点E≠0。总结：电场强度E为零的点电势φ可以不等于零，电势φ为

7、零的地方电场强度E也可以不等于零。结论：电场强度E与电势φ无直接关系。二、电势差与电场强度的关系问题：场强与电势差也无直接关系吗？如何进行讨论呢？分析：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。由几种典型电场的电场线和等势面图可知，电场线密处，等势面也密。1．电势差与电场强度的方向关系ACBdEq右图表示匀强电场中的电场线和等势面。A点在一个等势面上，B、C两点在另一个等势面上。因沿电场线的方向，电势是逐渐降低的。所以有从A到B、从A到C电势都是降低的，沿不同方向电势降低的数值相同。两者

8、不同的是，