1、由电场和电荷共同决定 F W Ep UAB E 由电场决定， 与电荷无关 相对的 课课 时时 教教 案案 第第 10 10 单元单元 第第 5 5 案案 总第总第 10 10 案案 课题课题： 10. 3 电势差和电场强度的关系（约 2 课时） 【教学目标与核心素养】【教学目标与核心素养】 1理解UEd并能推导关系式 2会用关系式UEd进行计算 3理解电势与场强无直接关系 4能从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系 【教学重点教学重点】 1UEd的理解与应用 2电势、电势差及电场强度间的关系 【教学难点】【教学难点】 1UEd的灵活应用 2电势、电势差及电场强度间的关系 【教学过程教学过程
2、】 复习：复习： 描述电场的物理量有哪些？ （力的性质：电场强度，电场线形象描述；能的性质：电势、电势差，等势面形象描述。 ） 场强、电势、电势差都能描述电场，它们之间有什么关系呢？ 如图所示匀强电场 E 中，正电荷 q 在电场力作用下从 A 点沿电场方向移动到 B 点，已知 A B 两点之间的距离为 d： 电场力做功 W 与 AB 两点电势 差 UAB的关系：W=qUAB 恒定的静电力做功的公式：W=Fd=qEd 由以上两式得：UAB=Ed 1电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。 公式： UAB=Ed 或： E=
3、d U AB 此公式得出的场强的单位为此公式得出的场强的单位为 V/m。 这个单位与前面学过的单位。 这个单位与前面学过的单位 N/C 是相同的。 即是相同的。 即 1 V/m 1 N/C。 表达式的意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电场强表达式的意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电场强 度方向的距离之比。也就是说，度方向的距离之比。也就是说， 电场强度在数值上等于沿电场方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。向单位距离上降低的电势。 上式表明：两相邻等势线之间的电势差上式表明：两相邻等势线之间的电势差 U 相同时，电相同时
4、，电 场强度场强度 E 越大的地方，两相邻等越大的地方，两相邻等 势线之间的距离势线之间的距离 d 越小，越小， 这就是电场线较密的地方等势线也较密的原因。这就是电场线较密的地方等势线也较密的原因。 完成教材 P35 思考与讨论，学生回答，教师点评。 2电压电压 U： （电势差的大小）（电势差的大小） 公式：U=Ed 或： E= d U 单位单位：1N/C=1V/m 说明： 适用条件：匀强电场 d：沿电场方向的距离 E 的方向是电势降低最快的方向 区 别 公 式 物理含义 引入过程 适用 范围 E= F q 是电场强 度大小的定义 式 Fq，E 与 F、q 无关，反映的是电场 的性质 适用于
5、一切电场 E= kQ r2 是真空中 点电荷场强的 决定式 由E=F q和库仑定 律导出 真空中 场源电荷 Q 是点电荷 E= U d 是匀强电 场中场强的决 定式 由 F=qE 和 W=qU 导出 匀强电 场 例 1对公式 UAB =Ed 的理解，下列说法正确的是( C ) A.公式中的 d 是 A、B 两点的距离 B.A、B 两点的距离越大，电势差越大 C.d 是 A、B 两个等势面的距离 D.此式适用于任何电场 电场强度、电势和电势差的比较电场强度、电势和电势差的比较 电场强度 E 电势 电势差 U 定 义 放 入 电 场 中某一点的电 荷受到的电场 力跟它的电荷 量的比值 电 荷 在
6、某一点的电 势能与它的 电荷量的比 值 在 电 场 中 两 点间移动电荷时， 电场力所做的功 跟电荷量的比值 定 义式 E=F/q = / P Eq U=/Wq 方 向 规定：正电 荷在该点所受 电场力的方向 标量， 无 方向 标量，无方向 大 小 数 值 上 等 于单位电荷受 到的力 数 值 上 等于单位正 电荷具有的 电势能 数 值 上 等 于 单位正电荷从一 点移到另一点时， 电场力所做的功 物 理 意 义 描 述 电 场 的力的性质 描 述 电 场的能的性 质 描 述 电 场 的 能的性质 联系 场强的方向是电势降落最快的方向； 但电势降落的方向不一定是场强的方向。 电势与场强大小之间
7、不存在任何关系，电 势为零的点，场强不一定为零；电势高的地方， 场强不一定大；场强为零的地方，电势不一定为 零；场强大的地方，电势不一定高； 场强的大小等于沿场强方向每单位长度上 电势的降落，即 E=U/d（匀强电场） 电势差等于电场中两点电势间的差， 即 UAB =A B 例 1如图所示是匀强电场中的一组等势面，若 A、B、C、D 相邻两点间距离都是 2 cm， 则该电场的场强为_ V/m，到 A 点距离为 1.5 cm 的 P 点电势为_ V. 2如图所示的匀强电场中有 a、b、c 三点，ab=5 cm，bc=12 cm，其中 ab 沿电场方向， bc 和电场方向成 60 角。一个电荷量为
8、 q=410-8C 的正电荷从 a 移到 b，静电力做功为 W1=1.210-7 J求： 匀强电场的场强 电荷从 b 移到 c，静电力做的功 a、c 两点间的电势差 完成教材 P36例题。 学生在练习本上做，然后对照教材完善解题步骤，教师点评。 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： 2 1 2 qUmv 完成教材思考与讨论：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
9、题还有确定答案吗？ 为什么？ 练 1如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中实线表示电场线，虚线表示等 势面过 A、C 两点的等势面电势分别为 A=5V，C=3V 那么 A、C 连线的中点 B 的电势 B 为：( C ) A. B=4V B. B4V C. B4v D.上述情况都有可能 2如图所示，有一平行于纸面的匀强电场，在纸面内建立一 个 以 O 为圆心，半径 r=2cm 的圆，如果在圆上任取一点 P，设 OP 与 x 轴正方向的夹角为 ，P 点的电势 =80cos（-30 ）+10（V） 。则该电场的场强 E 的大小为 4000V/m ；方向 与 x 轴负方向成 30 斜向下 3如图所示，ABC 为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形 平面。现将电荷量为 110-8C 的正点电荷从 A 点移动到 B 点，电场力做功为 310-6J，将另一 电荷量为 110-8C 的负点电荷从 A 点移动到 C 点，克服电场力做功 310-6J。 求电场的方向及 UAB、UAC、UBC的大小 若 AB 边长为 23 cm，求电场强度的大小 小结： 作业：
