電勢差與電勢強度的關系

教學目標

知識目標

1、理解勻強電場中電勢差與電場強度的定性、定量關系.對于公式 要知道推導過程.

2、能夠熟練應用 解決有關問題.

能力目標

通過對勻強電場中電勢差和電場強度的定性、定量關系的學習，培養學生的分析、解決問題的能力.

情感目標

從不同角度認識電場、分析尋找物理量之間的內在聯系，培養學生對科學的探究精神，體會自然科學探究中的邏輯美.

教學建議

教材分析
前面幾節的內容是研究描述電場的各個物理量，本節內容是研究電勢差與電場強度的關系，注意電場強度是描述電場力的性質，電勢是描述電場能的性質、電勢差是跟電場力移動電荷做功相互聯系（如下圖），電場強度與電勢差的關系、電場力與電勢能的變化之間的關系，這兩個關系之間的內部邏輯.教師在講解時需要把握其內部聯系.

教法建議

本節課是通過分析推理得出勻強電場的電勢差與電場強度之間的關系的，教學中重視啟發學生聯想，分析物理量之間的關系，要使學生不僅知道結論，并會推導得出結論，在一定的條件下正確應用結論.

教學設計示例

電勢差與電場強度關系

一、課題引入：

教師出示圖片：

講解：場強是跟電場對電荷的作用力相聯系的，電勢差是跟電場力移動電荷做功相聯系的.那么場強與電勢差有什么關系呢？我們以勻強電場場為例來研究.

問題1：如圖所示勻強電場E中，正電荷q在電場力作用下從A點沿電場方向移動到B點，已知A B兩點之間的距離為d，分析電場強度E與電勢差 之間有什么關系？

AB間距離為d，電勢差為 ，場強為E.把正電荷q從A點移到B時，電場力 所做的功為 .利用電勢差和功的關系，這個功又可求得為 ，比較這兩個式子，可得 ，即：

這就是說，在勻強電場中，沿場強方向的兩點間的電勢場等于場強和這兩點間距離的乘積.如果不是沿場強方向的呢？（學生可以進行討論分析）

如圖所示（教師出示圖片）并講解AD兩點間電勢差仍為 U，設AD間距離s，與AB夾角 ，將正電荷從A移動到D，受電場力方向水平向右，與位移夾角 ，故電場力做功為 ， ，所以 .利用電勢差和功的關系， ，比較這兩個式子可得 .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在場強方向的投影.

關于公式 ，需要說明的是：

1、U為兩點間電壓，E為場強，d為兩點間距離在場強方向的投影.

2、由 ，得 ，可得場強的另一個單位：

.

所以場強的兩個單位伏/米，牛/庫是相等的.注：此公式只適用于勻強場.

二、例題講解（具體內容參考典型例題資料）

三、教師總結：

場強表示單位電量的電荷所受的電場力，而電場中兩點間的電勢差表示單位電量的電荷在這兩點間移動時電場力所做功的大小，由于力和功是互相聯系的，所以場強與電勢差之間存在著必然的聯系.在非勻強電場中，電勢差與場強的關系要復雜的多，但是電場中兩點間距離越小時的電勢差越大，則該處場強就越大.只能是定性判斷