小學語文的教學教案
發(fā)表時間:2020-11-02《電勢差和電場強度的關(guān)系》教學設(shè)計。
每個老師需要在上課前弄好自己的教案課件,大家在細心籌備教案課件中。我們制定教案課件工作計劃,才能在以后有序的工作!哪些范文是適合教案課件?下面是小編為大家整理的“《電勢差和電場強度的關(guān)系》教學設(shè)計”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
《電勢差和電場強度的關(guān)系》教學設(shè)計
【教材分析】
本節(jié)是電場力做功的一個應用,本節(jié)內(nèi)容起一個橋梁、紐帶的作用,將電場的兩大性質(zhì)聯(lián)系起來。從而進一步理解“位置和電勢的關(guān)系”
前面幾節(jié)的內(nèi)容是研究描述電場的各個物理量,本節(jié)內(nèi)容是研究電勢差與電場強度的關(guān)系,注意電場強度是描述電場力的性質(zhì),電勢是描述電場能的性質(zhì)、電勢差是跟電場力移動電荷做功相互聯(lián)系,電場強度與電勢差的關(guān)系、電場力與電勢能的變化之間的關(guān)系,這兩個關(guān)系之間的內(nèi)部邏輯.教師在講解時需要把握其內(nèi)部聯(lián)系.
【教學目標】
㈠知識與技能
1、理解勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系U=Ed,并能推導出這個關(guān)系式;
2、會用關(guān)系式U=Ed進行計算;
3、通過分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系,培養(yǎng)學生分析,推理能力.
㈡過程與方法
1、教師通過問題教學法,啟發(fā)引導學生分析推理;
2、學生利用學生學過的知識分析推理,在教師指導下總結(jié)、應用、辯析.
㈢情感態(tài)度價值觀
1、從不同角度認識場強,使學生多角度多方面看問題;
2、通過公式U=Ed的推導,使學生體會理解理學中推理過程的邏輯美.
【教學重點】
1.場強方向——電勢降低最快的方向。
2.U=E·d——d為沿場強方向兩點所在等勢面間距離。
【教學難點】
關(guān)系式所反映三個物理量的內(nèi)在聯(lián)系及公式的定性應用.
【教法建議】
本節(jié)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(guān)系的,教學中重視啟發(fā)學生聯(lián)想,分析物理量之間的關(guān)系,要使學生不僅知道結(jié)論,并會推導得出結(jié)論,在一定的條件下正確應用結(jié)論.
【教學過程】
電勢差與電場強度關(guān)系
㈠1、復習提問:(1)電場中與電場力、電勢能、電場力做功有關(guān)的物理量;
①電場強度和電勢的比較
電場強度E
電勢φ
1
描述電場的力的性質(zhì)
描述電場的能的性質(zhì)
2
電場中某點的場強等于放在該點的正點電荷所受的電場力F跟正點電荷電荷量q的比值·E=F/q,E在數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場力
電場中某點的電勢等于該點跟選定的標準位置(零電勢點)間的電勢差,φ=ε/q,φ在數(shù)值上等于單位正電荷所具有的電勢能
3
矢量
標量
4
單位:N/C;V/m
V(1V=1J/C)
5
聯(lián)系:①在勻強電場中UAB=Ed(d為A、B間沿電場線方向的距離).②電勢沿著電場強度的方向降落
②電勢與電勢能比較:
電勢φ
電勢能ε
1
反映電場能的性質(zhì)的物理量
荷在電場中某點時所具有的電勢能
2
電場中某一點的電勢φ的大小,只跟電場本身有關(guān),跟點電荷無關(guān)
電勢能的大小是由點電荷q和該點電勢φ共同決定的
3
電勢差卻是指電場中兩點間的電勢之差,ΔU=φA-φB,取φB=0時,φA=ΔU
電勢能差Δε是指點電荷在電場中兩點間的電勢能之差Δε=εA-εB=W,取εB=0時,εA=Δε
4
電勢沿電場線逐漸降低,取定零電勢點后,某點的電勢高于零者,為正值.某點的電勢低于零者,為負值
正點荷(十q):電勢能的正負跟電勢的正負相同負電荷(一q):電勢能的正負限電勢的正負相反
5
單位:伏特
單位:焦耳
6
聯(lián)系:ε=qφ,w=Δε=qΔU
2、導入:電場強度是從力的角度來描述電場的,電勢差是從能和功的角度來描述電場的,而力與做功之間又有密不可分的關(guān)系,那么電勢差與電場強度之間一定有關(guān)系。
㈡新課教學
前面講過,沿著電場線方向,也就是沿著場強的方向,電勢越來越低,從圖中可以看出沿AB、AD、AC方向,電勢都在降低,但沿AB方向距離最短,即降低得最快,而AB方向即為場強方向,可見場強的方向是指向電勢降低最快的方向。
1.場強方向是指向電勢降低最快的方向。
我們再來研究場強和電勢差的數(shù)量關(guān)系。
設(shè)AB間距離為d,電勢差為U1,場強為E。把正電荷q從A點移到B時,電場力qE所做的功為W=qEd。利用電勢差和功的關(guān)系,這個功又可求得為W=qU,比較這兩個式子,可得W=qEd=Uq,即U=Ed。這就是說,在勻強電場中,沿場強方向的兩點間的電勢差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?例如AD兩點間電勢差仍為U,設(shè)AD間距離s,與AB夾角α,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α,故電場力做功為W=Eqscosα,scosα=d,所以W=Eqscosα=Eqd。利用電勢差和功的關(guān)系,W=qU,比較這兩個式子可得U=Escosα=Ed。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。
2.U=Ed。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。
3.由U=Ed,得E=U/d,可得場強的另一個單位:V/m。
所以場強的兩個單位伏/米,牛/庫是相等的。
注意:此公式只適用于勻強場。
(三)例題精講
【例1】勻強電場E=200N/C,UAC=5V,AB間距離多少?
【例2】勻強電場電場線與AC平行,把10C的負電荷從A移至B的電場力,做功6×10J,AB長6cm,求:(1)場強方向;(2)設(shè)B處電勢為1V,則A處電勢為多少?(3)場強為多少?電子在A點電勢能為多少?
解(1)將負電荷從A移至B,電場力做正功,所以所受電場力方向沿A至C,又因為是負電荷,場強方向與負電荷受力方向相反,所以場強方向應為C至A方向。
(2)由W=qU
U=W/q=6×10J/10C=6V
即AB兩點間電勢差為6V。
沿電場線方向電勢降低,B點電勢高于A點電勢。U=UB-UA,UB=1V,UA=UB-U,UA=1V-6V=-5V,即A點的電勢-5V。
(3)由B向AC做垂線交于D,D與B在同一等勢面上。
(4)電子在A點的電勢能E=qU=(-e)×(-5V)=5eV(注:計算電勢能時要帶號運算。)
【例3】一個10-5C的電荷從電場外移到電場內(nèi)一點A,外力克服電場力做功0.006J,則A點電勢為多少?如果此電荷從電場外移到電場內(nèi)另一點B時,電場力做功是0.002J,則AB兩點間電勢差UAB為多少?如果有另一個電量是0.2C的負電荷從A移到B,則電場力做正功還是負功,大小是多少?
解(1)正電荷在場外時電勢能、電勢均為零,從場外移至A點電場力做負功,所以電勢能增加,即在A點正電荷具有的電勢能為正,A點的電勢也為正,又因為W=qUA∞,所以UA∞=W/q=0.006J/10-5C=6×102V,U∞=0,UA∞=UA-U∞,UA=6×102V
(2)W=qUAB,UAB=W/q=0.002J/10-5C=2×102V。
(3)將10-5C的正電荷從A移至B時電場力做正功,如果將負電荷從A移到B,負電荷所受電場力方向與正電荷所受電場力方向相反,電場力對正電荷做正功,對負電荷做功為負,大小為W=qUAB=0.2C×2×102V=40J
[例4]某電場的電場線(實線)和等勢線(虛線)分布如圖所示,過a、b兩點的等勢線的電勢分別是φa=40V,φb=20V。那么a、b連線中點C的電勢φc為()
A、等于30V;
B、大于30V;
C、小于30V;
D、條件不足,無法判斷。
㈣課堂小結(jié)
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(lián)系的,所以場強與電勢差之間存在著必然的聯(lián)系.在非勻強電場中,電勢差與場強的關(guān)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
㈤布置作業(yè)
練習做在作業(yè)本上。
【板書設(shè)計】
一、電場強度與電勢差的不同之處
1、物理意義不同:電場強度E描述電場力的特征,電勢差U描述電場能的特征;
2、E是矢量,U是標量;
3、表達式不同:E=F/q,U=W/q;
4、單位不同:E為V/m,U為V
二、場強強度與電勢差的聯(lián)系。
1、在勻強電場中E=U/d
2、電場中,電勢降落最快的方向為電場強度的方向;
3、在勻強電場中,場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差。
【設(shè)計說明】
1.學習本節(jié)課學生易犯的一個錯誤是把電勢高低與場強大小直接聯(lián)系起來,認為電場中某點電勢高(低)電場強度就大(小)。因此,我們在引入課題時要正確強調(diào)討論電勢差和場強的關(guān)系,并且在一開始先指出這兩個概念的不同之處。
2.在引導學生推導關(guān)系的過程中,要注意讓學生仔細體會推導思路,物理意義:從力的角度計算功是W=qEd,從能的角度來計算是W==qU。
3.要使學生明確公式U=Ed的使用條件是:勻強電場,且沿著場強方向。
【教學后記】
1、這節(jié)課的重點就在公式的理解,特別是在d不在場強方向時如何處理。
2、在講解時特別要把握好電場強度與電勢差的關(guān)系、電場力做功與電勢能的變化之間的關(guān)系,這兩個關(guān)系之間的內(nèi)部邏輯,但也不要指望學生在一節(jié)課就解決所有問題。
相關(guān)知識
電勢差與電場強度的關(guān)系
一名優(yōu)秀的教師在每次教學前有自己的事先計劃,準備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助教師營造一個良好的教學氛圍。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢?下面是小編精心為您整理的“電勢差與電場強度的關(guān)系”,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
第六節(jié)電勢差和電場強度的關(guān)系學案
課前預習學案
【預習目標】
(一)、知識與技能
1.定性掌握電勢差與場強的關(guān)系。
2.定量掌握勻強場中電勢差與場強的關(guān)系。
(二)、過程與方法
1.看前面知識結(jié)構(gòu)圖:復習鞏固舊知識引出新課通過知識網(wǎng)絡圖,更加牢固地掌握的已學知識更加牢固。
2.通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導得出電勢差與電場強度的關(guān)系
3.看圖探討得出一些常見結(jié)論(師生互動、探討)
【預習內(nèi)容】
一、[復習舊課]
1.電場的兩大性質(zhì):
①力的性質(zhì):。
②能的性質(zhì):電場可用形象表示
還可用形象表示
2.看知識結(jié)構(gòu)圖:復習鞏固舊知識
二、[學習新課]:
1.電場力的性質(zhì):力和能是貫穿物理學的兩條主線,空間只要有電荷的存在,在它的周圍就存在(E是客觀存在而又看不見摸不著的),電場有最基本的特性:。可以通過電荷的受力去研究電場。
2.電場能的性質(zhì):電場力移動電荷對電荷做功。會導致電勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化(因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度)做功的多少決定了能量轉(zhuǎn)化的數(shù)量。
3、推導電場強度和電勢差的關(guān)系
問題一:若沿場強方向移動電荷
如圖:表示某一勻強電場的等勢面和電場線。沿場強方向把正電荷q由A點移動到B點,設(shè)A、B兩點間的距離為d,電勢差為U,場強為E。則電場力所做的功:
從力的角度:W==①
從能的角度:W=②
由①②兩式得:U=
結(jié)論:在勻強電場中,沿場強方向的兩點間的電勢差等于
4、表達式:U=或:E=(d為)
在勻強電場中,場強在數(shù)值上等于
5、注意:U=Ed和E=U/d的適用條件是:
6、單位關(guān)系:1V/m=1N/C
問題二:若不是沿場強方向移動電荷?
如圖,在勻強電場E中,有相距為L的A、B兩點,兩點連線與場強方向成α角。則A、B兩點間的電勢差為U=EL,對不對?
[解析]:(試著推導)
5、電勢差和電場強度的關(guān)系的3種說法
(1)在勻強電場中兩點間的電勢差等于.
UAB=Ed
(2)在勻強電場中電場強度的大小等于
E=UAB/d
(3)電場強度在數(shù)值上=沿電場方向每單位距離上降低的電勢.
看圖討論:得出一些結(jié)論(互動、探討)
問題三:電場中A、B兩點的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎?
[說明]電場中兩點間的電勢差,
類同于重力場中兩點間的高度差:
高度差Δh跟物體運動的路徑無關(guān),只與A、B的位置有關(guān)
6、電勢差UAB跟移動電荷的路徑無關(guān),只與A、B的位置有關(guān)。
問題四:單位長度內(nèi),沿AB、ABˊ兩個方向,哪個電勢降落的快?
7、場強E的方向是降落最快的方向。
應用:在勻強電場中,兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差。
問題五:非勻強電場中,等差等勢面之間的距離相等嗎?
如點電荷的電場中的等勢面
8、結(jié)論:等差等勢面密處場強,等勢面疏處場強。
請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間?
提出疑惑:
課內(nèi)探究學案:
【學習目標】
1.定性掌握電勢差與場強的關(guān)系。
2.定量掌握勻強場中電勢差與場強的關(guān)系。
【學習過程】
1.電場力的性質(zhì):力和能是貫穿物理學的兩條主線,空間只要有電荷的存在,在它的周圍就存在(E是客觀存在而又看不見摸不著的),電場有最基本的特性:。可以通過電荷的受力去研究電場。
2.電場能的性質(zhì):電場力移動電荷對電荷做功。會導致電勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化(因為功是能量轉(zhuǎn)化的量度)做功的多少決定了能量轉(zhuǎn)化的數(shù)量。
3、推導電場強度和電勢差的關(guān)系
問題一:若沿場強方向移動電荷
如圖:表示某一勻強電場的等勢面和電場線。沿場強方向把正電荷q由A點移動到B點,設(shè)A、B兩點間的距離為d,電勢差為U,場強為E。則電場力所做的功:
從力的角度:W==①
從能的角度:W=②
由①②兩式得:U=
結(jié)論:在勻強電場中,沿場強方向的兩點間的電勢差等于
4、表達式:U=或:E=(d為)
在勻強電場中,場強在數(shù)值上等于
5、注意:U=Ed和E=U/d的適用條件是:
6、單位關(guān)系:1V/m=1N/C
問題二:若不是沿場強方向移動電荷?
如圖,在勻強電場E中,有相距為L的A、B兩點,兩點連線與場強方向成α角。則A、B兩點間的電勢差為U=EL,對不對?
[解析]:(試著推導)
5、電勢差和電場強度的關(guān)系的3種說法
(1)在勻強電場中兩點間的電勢差等于.
UAB=Ed
(2)在勻強電場中電場強度的大小等于
E=UAB/d
(3)電場強度在數(shù)值上=沿電場方向每單位距離上降低的電勢.
看圖討論:得出一些結(jié)論(互動、探討)
問題三:電場中A、B兩點的電勢差UAB跟移動電荷的路徑有關(guān)嗎?
[說明]電場中兩點間的電勢差,
類同于重力場中兩點間的高度差:
高度差Δh跟物體運動的路徑無關(guān),只與A、B的位置有關(guān)
6、電勢差UAB跟移動電荷的路徑無關(guān),只與A、B的位置有關(guān)。
問題四:單位長度內(nèi),沿AB、ABˊ兩個方向,哪個電勢降落的快?
7、場強E的方向是降落最快的方向。
應用:在勻強電場中,兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差。
問題五:非勻強電場中,等差等勢面之間的距離相等嗎?
如點電荷的電場中的等勢面
8、結(jié)論:等差等勢面密處場強,等勢面疏處場強。
請定性地畫出電勢差相等的二個等勢面。哪兩個等勢面是否在相鄰等勢面的中間?
【反思總結(jié)】
討論電勢差和電場強度方向的關(guān)系時,為了便于學生接受,可以以生活實例讓學生加強理解;在介紹平行板電容器實驗裝置時,應講清靜電計張角的大小為什么能夠表示電容器兩極板之間的電壓大??;關(guān)于恒定電場,學生知道這些就足夠了,不必分析導體內(nèi)電荷分布的具體情況,也不必分析電荷分布達到平衡的過程。
【當堂檢測:】
1.下列說法正確的是()
A.由公式U=Ed得,在電場中兩點間電勢差等于場強與兩點間距離的乘積
B.由公式E=U/d得,在勻強電場中沿電場線方向上兩點間距離越大,電場強度就越小
C.在勻強電場中,任兩點間電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積
D.公式U=Ed只適用勻強電場
2、如圖,a、b、c是一條電場線上的三個點,電場線的方向由a到c,a、b間的距離等于b、c間的距離。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和場強。下列哪個正確?()
A.φa>φb>φcB.Ea>Eb>Ec
C.φa-φb=φb-φcD.Ea=Eb=Ec
3、在電場強度為600N/C的勻強電場中,A、B兩點相距5cm,若A、B兩點連線是沿著電場方向時,則A、B兩點的電勢差是_____V。若A、B兩點連線與電場方向成60°時,則A、B兩點的電勢差是________V;若A、B兩點連線與電場方向垂直時,則A、B兩點的電勢差是_______V。
【課后練習與提高】
[練習1]以下說法正確的是:
A、勻強電場中各處的場強相等,電勢也相等;()
B、場強為零的區(qū)域中,電勢處處相同;
C、沿電場線方向電場強度一定越來越小;
D、電勢降低的方向就是電場線的方向。
[練習2]圖中實線表示電場線,虛線表示等勢面,過a.b兩點的等勢面的電勢分別為40V、20V,那么ab連線的中點的電勢值為()
A等于30V
B大于30V
C小于30V
D無法確定
《電勢差和電場強度的關(guān)系》教學反思
作為杰出的教學工作者,能夠保證教課的順利開展,作為教師就要好好準備好一份教案課件。教案可以讓講的知識能夠輕松被學生吸收,讓教師能夠快速的解決各種教學問題。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的《電勢差和電場強度的關(guān)系》教學反思,僅供參考,歡迎大家閱讀。
《電勢差和電場強度的關(guān)系》教學反思
一.本節(jié)內(nèi)容在教材中的地位
1.本節(jié)課學習電勢差與電場強度的關(guān)系.教材以勻強電場為例,介紹二者的關(guān)系.電勢差與電場強度是本章重要的概念,因為它們分別描述了電場的兩大性質(zhì):能的性質(zhì)和力的性質(zhì).因此從教材地位來說,本節(jié)內(nèi)容起一個橋梁、紐帶的作用,將電場的兩大性質(zhì)聯(lián)系起來.
2.教材特點.內(nèi)容較少,應用性強,在以后的許多問題中都會涉及本節(jié)知識的應用;邏輯推理能力的要求較高,在推導U=Ed的過程中要能夠切實理解推導的條件,需要相關(guān)知識點(W=Fs,W=qU)方可完成推導.
二.、本節(jié)教學目標
按教學大綱要求,結(jié)合新課程標準,提出三個教學目標:1知識與技能:理解勻強電場中電勢差與電場強度的定量關(guān)系,并且能夠推導出這個關(guān)系式.會靈活運用關(guān)系式U=Ed進行有關(guān)計算。2.過程與方法:通過對勻強電場中電勢差和電場強度的定性、定量關(guān)系的推導,培養(yǎng)學生的分析、解決問題的能力。3.情感態(tài)度與價值觀:從不同角度認識電場、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系,培養(yǎng)對物理學科的興趣,領(lǐng)略物理方法的奧妙,讓學生明白物理規(guī)律可以從實驗得出,也可以從理論上導出。
三、本節(jié)課學習的重點
1.場強與電勢差關(guān)系的理解及應用。2.U=Ed及其成立條件。
四、學習的難點。對公式U=Ed中d的理解及公式的正確運用
五、重點與難點的突破方法
1.首先強調(diào)電場強度和電勢分別是描述電場這一事物的不同特性的物理量;2.然后把電場強度和電勢依附于電場的基礎(chǔ)上,借助于電場力移動電荷做功這一動態(tài)過程,讓學生自己動手導出電勢差與電場強度間的關(guān)系;3.最后又通過分析、運用等環(huán)節(jié),幫助學生深刻的體會所建立起來的關(guān)系的物理含義,體會數(shù)學在研究物理問題中的重要性,從而提高應用數(shù)學方法解決物理問題的能力。從學生的反映來看,達到了預期的教學目標。
六.學法指導
學生是課堂教學的主體,誘思探究三段式模式更重視在教學過程中對學生的學法指導。1.我先給學生下發(fā)導學案,同時讓他們了解本節(jié)的教學目標和重難點。
2.在教學中,我從原有知識出發(fā),根據(jù)知識點間的邏輯關(guān)系生成本節(jié)的問題,小組討論后進行展示,同時給出鼓勵性的評價,激活學生的積極性,調(diào)動起課堂氣氛,讓學生在輕松,自主,討論的學習環(huán)境下完成學習任務。最后師生共同歸納結(jié)論。
3.在學生初步理解這個公式以后,通過典型例題和針對練習,提高學生分析解決物理問題的能力。
4.根據(jù)練習情況及時評價鼓勵學生,重在讓學生弄清楚建立物理概念的過程,而不是死記硬背一個結(jié)論。
七.教學手段:利用學案展示教學目標、重點和難點,利用PPT課件展示典型例題,以提高課堂容量。本節(jié)課以學生自主學習為主,小組討論,并選代表展示,其他同學評價,教師進行點撥。最大限度地調(diào)動學生積極參與教學活動,充分體現(xiàn)“教師主導,學生主體”的教學原則。
八、教學過程設(shè)計1、通過電場的兩大性質(zhì)引入新課,讓學生討論并最終得出既然電場強度和電勢都是描述電場的特性,那么它們之間就應該存在著某種關(guān)系。2、探究并建立某兩個事物,通常情況下需要借助于某個橋梁來進行,引導學生得出選擇的橋梁是“功”(因為做功必須有力,另一方面還因為做功必然引起能的變化。這一點學生可以想到)3、建立電勢差與電場強度的關(guān)系,根據(jù)兩種情景,讓學生自己推導出電勢差與電場強度的關(guān)系,討論出公式的使用條件。4.通過例題和針對練習,掌握問題的關(guān)鍵是:d必須是沿著電場線方向上的距離。5.讓學生理一理思路,理解場強幾個公式的區(qū)別與聯(lián)系6.根據(jù)勻強電場的特殊性,學習了一種典型的題型與方法:用等分法確定勻強電場中的等勢點,畫出電場線。
九、教學反思
我在這節(jié)課上,感覺比較成功的地方:1.充分調(diào)動了學生學習的積極性,學生能充分參與教學過程,雖然是陌生的班集體,但是上課過程很順暢,學生學習比較開心。2.給學生的學法指導,使學生知道怎樣去學習這節(jié)課。3.通過電場的兩個基本性質(zhì),引入新課是這節(jié)課的亮點。4.在上課的過程中,引導學生自己應用已經(jīng)掌握的知識來推導電勢差與電場強度的關(guān)系,一方面增強了學生的自信心,一方面加深對知識的理解。達到了預期的教學效果。5.通過這節(jié)課的學習,,學生掌握了電勢差與電場強度的關(guān)系,并會應用這個關(guān)系解決實際問題。通過當堂訓練,加深和鞏固這個知識點。
本節(jié)課存在的問題:1.因為是在會議室上的課,不方便學生討論,對討論效果有影響;2.中途錄像機出現(xiàn)一點問題,導致中間有中斷,課堂節(jié)奏受到影響。在這個環(huán)節(jié)上有點拖延時間,導致當堂訓練沒能完成。
電勢差與電場強度的關(guān)系教案
一名合格的教師要充分考慮學習的趣味性,高中教師要準備好教案,這是高中教師需要精心準備的。教案可以讓學生們能夠更好的找到學習的樂趣,幫助高中教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學任務。寫好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢?小編收集并整理了“電勢差與電場強度的關(guān)系教案”,希望能對您有所幫助,請收藏。
13.7電勢差與電場強度的關(guān)系一、教學目標
1.定性掌握電勢差與場強的關(guān)系。
2.定量掌握勻強場中電勢差與場強的關(guān)系。
二、教學重點、難點
1.場強方向——電勢降低最快的方向。
2.U=Ed——d為沿場強方向兩點所在等勢面間距離。
三、教學方法:講授法
四、教具:投影儀、幻燈片
五、教學過程:
(一)引入新課
場強是跟電場對電荷的作用力相聯(lián)系的,電勢差是跟電場力移動電荷做功相聯(lián)系的。那么場強與電勢差有什么關(guān)系呢?我們以勻強場為例來研究。
(二)進行新課
前面講過,沿著電場線方向,也就是沿著場強的方向,電勢越來越低,從圖中可以看出沿AB、AD、AC方向,電勢都在降低,但沿AB方向距離最短,即降低得最快,而AB方向即為場強方向,可見場強的方向是指向電勢降低最快的方向。
1.場強方向是指向電勢降低最快的方向。
我們再來研究場強和電勢差的數(shù)量關(guān)系。設(shè)AB間距離為d,電勢差為U1,場強為E。把正電荷q從A點移到B時,電場力qE所做的功為W=qEd。利用電勢差和功的關(guān)系,這個功又可求得為W=qU,比較這兩個式子,可得W=qEd=Uq,即U=Ed。這就是說,在勻強電場中,沿場強方向的兩點間的電勢差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?例如AD兩點間電勢差仍為U,設(shè)AD間距離s,與AB夾角α,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α,故電場力做功為W=Eqscosα,scosα=d,所以W=Eqscosα=Eqd。利用電勢差和功的關(guān)系,W=qU,比較這兩個式子可得U=Escosα=Ed。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。
2.U=Ed。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。
3.由U=Ed,得E=U/d,可得場強的另一個單位:V/m。
1伏/米==1牛/庫
所以場強的兩個單位伏/米,牛/庫是相等的。
注意:此公式只適用于勻強場。
(三)例題精講
【例1】勻強電場E=200N/C,UAC=5V,AB間距離多少?
UAC=Ed
=m=2.5×m=5×m
【例2】勻強電場電場線與AC平行,把10C的負電荷從A移至B的電場力,做功6×10J,AB長6cm,求:(1)場強方向;(2)設(shè)B處電勢為1V,則A處電勢為多少?(3)場強為多少?電子在A點電勢能為多少?
解(1)將負電荷從A移至B,電場力做正功,所以所受電場力方向沿A至C,又因為是負電荷,場強方向與負電荷受力方向相反,所以場強方向應為C至A方向。
(2)由W=qU
U=W/q=6×10J/10C=6V
即AB兩點間電勢差為6V。
沿電場線方向電勢降低,B點電勢高于A點電勢。U=UB-UA,UB=1V,UA=UB-U,UA=1V-6V=-5V,即A點的電勢-5V。
(3)由B向AC做垂線交于D,D與B在同一等勢面上。
==U=6V,沿場強方向AD兩點間距離為=6×cm=3cm=0.03m
所以E==200V/m。
(4)電子在A點的電勢能E=qU=(-e)×(-5V)=5eV(注:計算電勢能時要帶號運算。)
【例3】一個10-5C的電荷從電場外移到電場內(nèi)一點A,外力克服電場力做功0.006J,則A點電勢為多少?如果此電荷從電場外移到電場內(nèi)另一點B時,電場力做功是0.002J,則AB兩點間電勢差UAB為多少?如果有另一個電量是0.2C的負電荷從A移到B,則電場力做正功還是負功,大小是多少?
解(1)正電荷在場外時電勢能、電勢均為零,從場外移至A點電場力做負功,所以電勢能增加,即在A點正電荷具有的電勢能為正,A點的電勢也為正,又因為W=qUA∞,所以UA∞=W/q=0.006J/10-5C=6×102V,U∞=0,UA∞=UA-U∞,UA=6×102V
(2)W=qUAB,UAB=W/q=0.002J/10-5C=2×102V。
(3)將10-5C的正電荷從A移至B時電場力做正功,如果將負電荷從A移到B,負電荷所受電場力方向與正電荷所受電場力方向相反,電場力對正電荷做正功,對負電荷做功為負,大小為W=qUAB=0.2C×2×102V=40J
(四)課堂練習
見教材133頁練習六(1)、(2)、(3)題。
(五)布置作業(yè)
133頁練習六(4)、(5)、題做在作業(yè)本上。
說明:
1.學習本節(jié)課學生易犯的一個錯誤是把電勢高低與場強大小直接聯(lián)系起來,認為電場中某點電勢高(低)電場強度就大(?。R虼?,我們在引入課題時要正確強調(diào)討論電勢差和場強的關(guān)系,并且在一開始先指出這兩個概念的不同之處。
2.在引導學生推導關(guān)系的過程中,要注意讓學生仔細體會推導思路,物理意義:從力的角度計算功是W=qEd,從能的角度來計算是W==qU。
3.要使學生明確公式U=Ed的使用條件是:勻強電場,且沿著場強方向。
§1.6電勢差與電場強度的關(guān)系
§1.6電勢差與電場強度的關(guān)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(guān)系U=Ed,并且能夠推導出這個關(guān)系式。
2、會用關(guān)系式U=Ed進行有關(guān)的計算。
3、理解電勢與場強無直接的關(guān)系。
過程與方法:
通過推導電場強度與電勢差的關(guān)系,使學生的分析能力和推理能力得到進一步培養(yǎng)
情感態(tài)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(guān)系,使學生在遇到具體問題時要注意分析,不要武斷地下結(jié)論,使學生養(yǎng)成多角度多方面看問題的學習品質(zhì)。
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(guān)系;會用關(guān)系式U=Ed進行有關(guān)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(zhì)的物理量?
答:電場的兩大性質(zhì):①力的性質(zhì),由電場強度描述,可用電場線形象表示;②能的性質(zhì):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(zhì),它們之間一定存在關(guān)系、什么關(guān)系呢?下面我們就來推導它們間的關(guān)系。
二、質(zhì)疑討論
質(zhì)疑討論1:場強與電勢差有何定量關(guān)系?
引導學生討論在勻強電場中它們間的關(guān)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?,F(xiàn)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(zhì)疑討論2:A、B不在同一條電場線上:
如右圖根據(jù)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(jié)結(jié)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(zhì)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(guān)系:UAB=Ed
注意:①只適用于勻強電場
②d:沿電場方向的距離
質(zhì)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(shù)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1V/m=1N/C。
三、反饋矯正
例1.在電場中,A、B兩點的電勢差UAB0,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2cm,兩
點間的電勢差為5V,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:500V/m.
例4:圖中,A、B、C三點都在勻強電場中,已知AC⊥BC,
∠ABC=60°,BC=20cm.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)
A.865V/m,垂直AC向左B.865V/m,垂直AC向右
C.1000V/m,垂直AB斜向上D.1000V/m,垂直AB斜向下
四、鞏固遷移
1、關(guān)于電勢差與場強的關(guān)系,下列說法中正確的是(CD).
(A)U=Ed關(guān)系式適用于任何電場
(B)在勻強電場中,兩點間的電勢差正比于兩點間的距離
(C)U=Ed公式中的d是指兩點所在等勢面間的距離
(D)V/m和N/C兩單位相等
2、如圖所示是一勻強電場的等勢面,每兩個相鄰等勢面相距2cm,由此可確定電場強度大小是__100____N/C.
3、如圖所示,在場強為E=4.0×103N/C的勻強電場中有相距5.cm的A、B兩點,兩點連線與電場強度成30°角。求A、B兩點間的電勢差。
答案:1.7×102N/C
4、如圖所示電路中,電源兩端電壓U=10V,A、B兩板間距離為2cm,C點離A板5mm,D點離B板4mm,則EC=______V/m,ED=______V/m,UC=______V,UD=______V.
答案:500,500,-7.5,-2
5、如圖所示,L1、L2、L3為等勢面,兩相鄰等勢面間電勢差相同,取L2的電勢為零,有一負電荷在L1處動能為30J,運動到L3處動能為10J,則電荷的電勢能為4J時,它的動能是(不汁重力和空氣阻力)().
(A)6J(B)4J(C)16J(D)14J
答案:C
五、課堂總結(jié):
一、電勢差與電場強度的關(guān)系:U=Ed
①只適用于勻強電場
②d:沿場強方向的距離
二、有關(guān)于計算場強的三個公式:
(適用于任何電場)
(只適用于點電荷)
(只適用于勻強電場)