内容发布更新时间 : 2024/12/24 4:03:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

6 电势差与电场强度的关系

整体设计

教学分析

本章教材内容结构的设计形成了较紧密的“知识链”系统，相关知识点形成了紧密的链条，从力到电场强度，从电场力做功到电势能再到电势、电势差，那么电场强度与电势差之间是否存在某种关系呢？本节教材就探讨匀强电场中电势差与电场强度的关系。

任何场的描述都要从两个角度来描述，一个是力的方面；另一个是能的方面。前面几节的内容已经从力和能的角度分别定义了描述电场的各个物理量——电场强度和电势、电势差，电场强度是描述电场力的性质，电势差跟电场力移动电荷做功相互联系，所以电场强度与电势差之间存在着必然的联系。本节内容起一个桥梁、纽带的作用，将电场的两大性质联系起来，而电场力与电场力移动电荷做功之间的关系，是问题研究的切入点(如图)，在课堂预设时，教师应注意设置适当的问题引导，从而帮助学生把握其内部逻辑关系。

本节课首先是在具体情境中，通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系。教学中应重视启发学生联想，分析物理量之间的关系，鼓励学生自己提出问题、分析问题、解决问题。要让学生不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确应用结论。

在得出电势差和电场强度在数值上的关系式U＝Ed后，要强调理解公式的意义和适用条件，d是两点间在电场强度方向上的距离，UAB是所对应的两点间的电势差，它只对匀强电场才适用。因此对于匀强电场，要求学生理解并能应用电势差与电场强度的定量关系，即U＝Ed，并通过公式变形E＝UAB/d，用比值的方法指出电场强度在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。这在分析问题时是很有用的。对于非匀强电场中，电势差与场强的关系要复杂得多，我们虽然不能用公式U＝Ed定量运算，但它的物理意义依然是“定性”地存在着，对于学有余力的同学可以适当引导。

讨论匀强电场的电势差与电场强度的关系

讨论电势差和电场强度方向的关系时，为了便于学生接受，可以举例说明，自山顶上从坡度不同的两个方向下到同一水平面，坡度陡的方向，单位长度的水平距离上高度下降大，即高度下降得快，再结合课本1.6－1、1.6－2的匀强电场讲解，沿不同的方向，电势下降的差值都相同时，沿电场线方向的距离最小，即电势降落得最快。因而得出：电场强度的方向是指电势降低最快的方向。

对于等势面可以运用地图上的等高线作比喻，根据等势面的特点——等势面一定跟电场线垂直；电场线是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面；两个相邻的等势面之间的电势之差是相等的。引导学生利用图形研究非匀强电场的电势差与电场强度的关系，体会科学

U

研究方法，加深对本节课公式U＝Ed和E＝的理解。

d

本节课的教学安排非常符合认知过程和学生的理解实际，将物理知识形成了一个严谨的科学体系，同时也真正做到了对学生三维目标的达成。

教学目标 1．经历公式U＝Ed的推导过程，理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系。通过对电势差和电场强关系的分析，培养学生对科学的探究精神，体会自然科学探究中的逻辑美。

U

2．能够熟练应用U＝Ed和E＝解决有关问题，并能从不同角度认识电场、分析寻找d物理量之间的内在联系，培养学生分析、解决问题的能力。

教学重点难点

重点：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距离的乘积。 难点：1.电场强度的大小为什么等于两点间的电势差与这两点沿电场方向距离的比值的问题。

2．电势与场强无直接关系。场强和电势在数值上没有必然关系，即场强大的地方电势不一定高；场强为零的地方电势不一定为零；场强相同的地方电势不一定相同；电势相同的地方场强不一定相同。

教学方法与手段

由于学生现状是对电场知识体系了解不深，逻辑分析推理能力薄弱，所以教材重视推理的过程，教师应引导学生回忆，设置恰当的问题情景，通过问题教学法，启发引导学生分析推理，寻找场强与电势差之间的内在联系，得到电势差与电场强度的关系，并在过程中使学生明确地知道公式U＝Ed的适用条件：匀强电场。

利用教科书“思考与讨论”，将前述特殊条件下得到的结论推广到更一般的情况，渗透科学研究方法教育，最后以合作学习为主，激励、发动学生们多角度思考问题，深刻体会公U

式U＝Ed和E＝的意义，使学生学会多角度多方面看问题，加强对学生理性思维的训练。

d

课前准备 教学媒体

多媒体课件PPT、导学案。 知识准备

电场强度、电势、电势差、电势能的比较(设置为导学案的知识填空形式，学生在课前完成，课堂订正)

意义 电场强度 描述电场的力的性质 E＝F/q 电势 描述电场的能的性质 Epφ＝ q电势差 描述电场的做功的本领 UAB＝WAB q电势能 描述电荷在电场中的能量，电荷做功的本领 Ep＝φ·q 正电荷在正电势位置有正电势能，简化为：正正得正，正负得负，负负得正 定义 矢标性 矢量：方向为放在电场中的正电荷的受力方向 标量，有正负，正负只表示大小 标量，有正负，正负只表示电势的高低

决定因素 场强由本身决定，与试探电荷无关 电势由本身决定，与试探电荷无关，其大小与参考点的选取有关，有相对性 由电场本身的两点间电势差异决定，与试探电荷无关，与参考点的选取无关 由电荷量与该点电势二者决定，与参考点选取有关 关系

本节课研究 教学过程 导入新课 [事件1]

教学任务：导入新课 师生活动：

【出示图片】引导学生回忆并通过分析，寻找物理量之间的内在联系，教师通过问题教学法，启发引导学生分析推理。

【分析、引入新课】

前面几节的内容已经从力和能的角度分别定义了描述电场的哪几个物理量？——电场强度和电势、电势差，它们分别是怎样定义的？

电场强度是描述电场力的性质，电势差是跟电场力移动电荷做功相互联系，那么电场强度与电势差之间是否存在着联系呢？我们以匀强电场为例来研究。

推进新课 [事件2]

教学任务：推导电势差和电场强度的关系式

讨论匀强电场的电势差与电场强度的关系

思考与讨论：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，分析电场强度E与电势差UAB之间有什么关系。

【问题情境1】 【思考分析】

AB间距离为d，电势差为UAB，场强为E。把正电荷q从A点移到B时，电场力qE所做的功为W＝qEd。利用电势差和功的关系，这个功又可求得为W＝qUAB，比较这两个式子，可得W＝qEd＝qUAB，即U＝Ed。

【提出问题】在匀强电场中，电势差和电场强度的关系是怎样的？

【猜想】学生分析思考，提出猜想：在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。

【进一步思考、检验】如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力作用下从A点移动