§1.6 電勢差與電場強度的關系

§1.6 電勢差與電場強度的關系
  第11課時
教學目的：
1、理解勻強電場中電勢差與電場強度的關系u=ed，并且能夠推導出這個關系式。
2、會用關系式u=ed進行有關的計算。
3、理解電勢與場強無直接的關系。
過程與方法：
通過推導電場強度與電勢差的關系，使學生的分析能力和推理能力得到進一步培養
情感態度與價值觀：
通過從不同角度認識電場強度與電勢、電勢差的關系，使學生在遇到具體問題時要注意分析，不要武斷地下結論，使學生養成多角度多方面看問題的學習品質。
教學重點：
u=ed及其成立條件。
教學難點：
電勢與場強無直接的關系；會用關系式u=ed進行有關的計算。
教學過程
一.課前導學
復習引入：
1、你學過哪些描述電場性質的物理量？
答：電場的兩大性質：①力的性質，由電場強度描述，可用電場線形象表示；②能的性質：由電勢、電勢差描述，可用等勢面形象表示。
2、等勢面有哪些特點？
答：等勢面的特點：①沿等勢面移動電荷電場力不做功；②等勢面與電場線垂直，且電場線從高電勢指向低電勢；③任兩個等勢面不相交。
3、既然場強、電勢、電勢差都描述電場的性質，它們之間一定存在關系、什么關系呢？下面我們就來推導它們間的關系。
二、質疑討論
質疑討論1：場強與電勢差有何定量關系？
引導學生討論在勻強電場中它們間的關系.
右圖是一個勻強電場，場強大小為e，a、b是沿電場方向上的兩點，其電勢差為u，a、b之間相距為d。現將一個電量為q的電荷由a移到b，你可以用幾種方法計算電場力所做的功？
（1）w＝fd＝qed
（2）w＝qu
即得：u＝ed    或   e＝u/d
質疑討論2：a、b不在同一條電場線上：
如右圖根據電勢差的定義式，得
uab=
用d表示a、b在場強方向上的距離ab′，則上式可寫為：uab =ed
總結結論：勻強電場中兩點間   的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。

質疑討論3：上式是在勻強電場中推出的，它適用于非勻強電場嗎？
學生：思考、討論后回答：不適用。因為在非勻強電場中，電荷從a移至b的過程中，受的電場力為變力，w電場不能寫成fs.
電場強度與電勢差的關系：uab =ed
注意：①只適用于勻強電場
②d：沿電場方向的距離
質疑討論4：由uab=ed，得到： ，這個式子表示什么含義？從式子中可看出e的單位是什么？
學生：在勻強電場中，電場強度在數值上等于沿電場方向每單位距離上的電勢差。
由 ，可得e的單位為v/m，即1 v/m=1 n/c。
三、反饋矯正
例1.在電場中，a、b兩點的電勢差uab>0，那么將一負電荷從a移到b的過程中
( b).
(a)電場力做正功，電勢能增加  (b)電場力做負功，電勢能增加
(c)電場力做正功，電勢能減少  (d)電場力做負功，電勢能減少
例2：將一電量為l.6×10－8c的負電荷在電場中從a點移動到b點，克服電場力做功為6.4×10－6j，則ab兩點間電勢差為___400___v.
例3：如圖，在勻強電場中的m、n兩點距離為2 cm，兩
點間的電勢差為5 v，m、n連線與場強方向成60°角，則
此電場的電場強度多大？答案:500 v/m.
例4：圖中，a、b、c三點都在勻強電場中，已知ac⊥bc，
∠abc=60°，bc＝20 cm.把一個電量q=10-5c的正電荷從a移到b，靜電力做功為零；從b移到c，靜電力做功為 j，則該勻強電場的場強大小和方向是（  d ）