2019-2020年高中物理 電勢差與電場強度的關(guān)系教案 人教版第二冊.doc
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2019-2020年高中物理 電勢差與電場強度的關(guān)系教案 人教版第二冊 一、教學(xué)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(xué)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(xué)方法:講授法 四、教 具:投影儀、幻燈片 五、教學(xué)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=Eqs cosα,s cosα=d,所以W=Eqs cosα=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=2.5m =5m 【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610J, 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(yīng)為C至A方向。 (2)由W=qU U=W/q=610J/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=6cm=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=6102V,U∞=0,UA∞=UA-U∞,UA=6102V (2)W=qUAB,UAB=W/q=0.002J/10-5C=2102V。 (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=0.2C2102V=40J (四)課堂練習(xí) 見教材133頁練習(xí)六(1)、(2)、(3)題。 (五)布置作業(yè) 133頁練習(xí)六(4)、(5)、題做在作業(yè)本上。 說明: 1.學(xué)習(xí)本節(jié)課學(xué)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(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)關(guān)系的過程中,要注意讓學(xué)生仔細體會推導(dǎo)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(xué)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.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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