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電勢(shì)差與電勢(shì)強(qiáng)度的關(guān)系
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系.對(duì)于公式 要知道推導(dǎo)過(guò)程.
2、能夠熟練應(yīng)用 解決有關(guān)問(wèn)題.
能力目標(biāo)
通過(guò)對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問(wèn)題的能力.
情感目標(biāo)
從不同角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探究精神,體會(huì)自然科學(xué)探究中的邏輯美.
教學(xué)建議
教材分析
前面幾節(jié)的內(nèi)容是研究描述電場(chǎng)的各個(gè)物理量,本節(jié)內(nèi)容是研究電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系,注意電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力的性質(zhì),電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)、電勢(shì)差是跟電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功相互聯(lián)系(如下圖),電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系、電場(chǎng)力與電勢(shì)能的變化之間的關(guān)系,這兩個(gè)關(guān)系之間的內(nèi)部邏輯.教師在講解時(shí)需要把握其內(nèi)部聯(lián)系.
教法建議
本節(jié)課是通過(guò)分析推理得出勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系的,教學(xué)中重視啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想,分析物理量之間的關(guān)系,要使學(xué)生不僅知道結(jié)論,并會(huì)推導(dǎo)得出結(jié)論,在一定的條件下正確應(yīng)用結(jié)論.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系
一、課題引入:
教師出示圖片:
講解:場(chǎng)強(qiáng)是跟電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力相聯(lián)系的,電勢(shì)差是跟電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功相聯(lián)系的.那么場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差有什么關(guān)系呢?我們以勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)為例來(lái)研究.
問(wèn)題1:如圖所示勻強(qiáng)電場(chǎng)E中,正電荷q在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)到B點(diǎn),已知A B兩點(diǎn)之間的距離為d,分析電場(chǎng)強(qiáng)度E與電勢(shì)差 之間有什么關(guān)系?
AB間距離為d,電勢(shì)差為 ,場(chǎng)強(qiáng)為E.把正電荷q從A點(diǎn)移到B時(shí),電場(chǎng)力 所做的功為 .利用電勢(shì)差和功的關(guān)系,這個(gè)功又可求得為 ,比較這兩個(gè)式子,可得 ,即:
這就是說(shuō),在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)場(chǎng)等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積.如果不是沿場(chǎng)強(qiáng)方向的呢?(學(xué)生可以進(jìn)行討論分析)
如圖所示(教師出示圖片)并講解AD兩點(diǎn)間電勢(shì)差仍為 U,設(shè)AD間距離s,與AB夾角 ,將正電荷從A移動(dòng)到D,受電場(chǎng)力方向水平向右,與位移夾角 ,故電場(chǎng)力做功為 , ,所以 .利用電勢(shì)差和功的關(guān)系, ,比較這兩個(gè)式子可得 .d為AB兩點(diǎn)間距離,也是AB所在等勢(shì)面間距離或者可以說(shuō)是AD兩點(diǎn)間距離s在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影.
關(guān)于公式 ,需要說(shuō)明的是:
1、U為兩點(diǎn)間電壓,E為場(chǎng)強(qiáng),d為兩點(diǎn)間距離在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影.
2、由 ,得 ,可得場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位:
.
所以場(chǎng)強(qiáng)的兩個(gè)單位伏/米,牛/庫(kù)是相等的.注:此公式只適用于勻強(qiáng)場(chǎng).
二、例題講解(具體內(nèi)容參考典型例題資料)
三、教師總結(jié):
場(chǎng)強(qiáng)表示單位電量的電荷所受的電場(chǎng)力,而電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差表示單位電量的電荷在這兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力所做功的大小,由于力和功是互相聯(lián)系的,所以場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差之間存在著必然的聯(lián)系.在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系要復(fù)雜的多,但是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間距離越小時(shí)的電勢(shì)差越大,則該處場(chǎng)強(qiáng)就越大.只能是定性判斷
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