人教版高中物理选修3-1 第一章 静电场 第六节 电势差与电场强度的关系 山阳县色河中学 杨淑芬
一、教材依据： 本节课安排在《普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1》（人教版）第一章第六节，是高二学生学习了电场强度、电势能及电势差之后推导出的有用公式，既体现了电场中力与能的统一性，又实现了物理学的简洁特点。
二、教学设计思路：
电场强度是描述电场的力的性质的物理量，电势差是描述电场的能的性质的物理量。虽然他们在描述电场时的角度不同，但力和能是密不可分的。所以电势差与电场强度也有着密切的联系。为了学会这节课，我从推导公式、思考与讨论、例题分析、课堂达标训练等几个方面来进行设计。
三、教学三维目标： 知识与技能
1、理解推导公式的等量代换。 2、知道公式只适用于匀强电场 3、会有等势点判断电场强度的方向 过程与方法：
通过推导公式和思考讨论让学生理解新知识的生成过程，并学会灵活运用新知识。 情感态度与价值观：
通过学习培养学生知识迁移技能和运用物理知识能力 四、教学重点：理解公式的适用范围
五、教学难点：根据等势线（面）确定电场强度的方向
- 1 -
六、教学方法：
教师是引导者，学生是学习的主体，为了充分发挥学生的主体作用，采用以下几种方式：
①提问法：通过提问，激发学生积极思考，培养和发展学生的思维能力。 ②探究法：通过“思考与讨论”和“例题分析”让学生对物理公示的适用范围有充分认识，并学会灵活运用新知识的能力
③巩固训练：课堂达标训练和作业布置进行强化。检查学习效果。 七、学法指导：
本章前五节分别从力的性质和能的性质研究静电场，电势差与电场强度的关系（力与能的关系呼之欲出，所以本节课通过提问很容易导出公式，公式的理解和应用则通过思考与讨论、例题分析、课堂达标训练等达到学以致用的效果。 八、教学准备：
认真钻研教材和新课标要求，结合教材特点及学生的实际情况，制作课件并组织学生上课，效果较好。 九、教学过程：
（一）复习提问
1、电场强度的定义式为 ,方向 ；电势差的定义式 ； 2、汽车的输出功率与牵引力和速度的关系式是如何导出的？ 3、液体的压强公式是如何导出的？ （二）、导入新课
我们在以前已经接触过用已知公式导出新结论的方法，是不是也可以用来推到电势差与电场强度的关系式呢？（板书课题） （三）、推进新课
- 2 -
1、推导公式：
如图（1）电荷q在匀强电场中沿电场线从 A运动到B，距离为d,能用几种方法计算电 场力做了多少功？（提问学生） 解答： WAB= UAB q ① WAB= Eqd ②
由①②得：UAB q= Eqd， UAB = Ed （1） （板书）
即：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的距离的乘积。（板书）
2、思考与讨论
①、公式UAB = Eq是否适用与非匀强电
场呢？
以点电荷为例。如图（2）在正电荷的电场中，电荷q沿电场线从A运动到B，距离为
d, 电场力做的功为WAB= UAB q ，但不等于EAqd，也不等于EBqd,所以UAB = Eq不适用于点电荷的电场，对其他电场也不适用。（但并不是说在非匀强电场中电势差与电场强度没有关系，只是暂不推导）。 ②、如果电荷在匀强电场中不沿电场线运动时应该怎样？ 如图（3）电荷q沿C运动到D，电场力做功为
WAB=UAB*q ③ WAB= Eq AB sin 370 = Eq d ④
由 ③④得：UAB = Ed
或者E= UAB/ d (2) （板书）
- 3 -
其意义是：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场方向的距离的比值。（板书）
③、在国际单位制中，物理公式即可以确定各物理量间的数量关系，又可以确定各物理量间的单位关系。由E= UAB/ d能得到电场强度的其他单位吗？
④、电势差是标量，电场强度是矢量，在运用公式E= UAB/ d时该注意哪些地方？
根据“沿着电场线方向电势逐渐降低”，在知道电场方向时可沿着电势由高到低表达正的电势差，从而省去矢量方向的讨论；若已知电势差时可将负的电势差变换成正值，使问题简化。
⑤、对“思考与讨论”的归纳：
A、公式UAB = Ed和 E= UAB/ d只适用于匀强电场 B、上式中的“d”是 沿着电场方向的距离。 3、例题讲解（见课件屏幕）
例1、由电势差求电场强度（该题属于基础题，必须每个同学会做）(板书)
如图（4），两块带电的平行金属板相距10cm,两板间的电势差UAB=100V, B板接地.电场中M点距A板2 cm， N点距B板1 cm，求M、N两点的电势。
分析：该题可根据E= UAB/ d先求出电场强度，然后由φB=0 求出A板及M、N两点的电势。
解：由E= UAB/ d，E=100/0.1V.m-1=103 V.m-1 ∵UAB=100V,B板接地 ∴φB=0,φA=100V 根据UAB = Ed，得
- 4 -
A
UAM = Ed AM = 103×0.02V=φA -φM =20V ∴φM=80V UNB = Ed NB = 103×0.01VφN –φB=10V= ∴φN=10V 答：M、N两点的电势分别为80V和10V。 说明：该题中的UNB就运用了沿电场线方向电势差为正值的技巧。
例2、由等势面（或等势线）判断电场强度的方向。(板书)
如图（5），匀强电场中有A、B、C三点构成等边三角形，边长为4cm，将电荷量q=1.0×
10-10C的正点电荷（不计重力），从A点移到B点，静电力做功为-3×10-9J，若把同一电荷从A点移到C点静电力做功也为-3×10-9J，求该电场的场强方向和大小。
分析：该题中同一电荷从A点移到B点和A点移到C点，静电力做功相同，可知B、C两点是一条等势线，电场线与等势面（或线）垂直，可做出电场线的方向，再利用三角函数电场强度的大小。
解析：UAB=WAB/q=-3×10-9/1.0×10-10 V=-103V UAC=WAC/q-3×10-9/1.0×10-10 V=-103V ∵UAB= UAC ∴φB=φ
C,
BC 为等势线 ，电场线垂直BC指向A
如图（6）中的一簇平行线所示。
E=UBA/d DA = UBA/AB sin 600 =103/(0.04×
3/2) Vm=500 Vm
.-1
.-1
说明：利用等势面确定电场强度的方向时应该注意电场线一定垂直于等势面（或等势线）且沿着电场线方向电势逐渐降低，并学会电势差
- 5 -
用正值。
4、课堂达标训练
①、匀强电场的场强E=103 V，沿着一条电场线上相距2 cm的P/Q两点的电势差是多少？
②、匀强电场中有A、 B、C、D四点构成正方形，已知φA=18 VφB=14V, φC=2V，φD=10V，是确定电场强度的方向。如（图7） 5、小结
①、会用公式UAB = Ed和E= UAB/ d 计算相关物理量。 ②、会由等势面（或等势线）判断电场强度的方向。 6、作业布置课本第2、3题 （十）课后反思
1、通过学习，绝大部分同学理解了公式的推导过程，并能计算相关的量，如由电势差求电场强度和由电场强度求电势差。
2、仍有大部分同学没有掌握由等势面（或等势线）判断电场强度的方向的方法，在以后的练习中继续加强。
3、在今后的教学中继续抓好新旧知识的链接关系，有利于新知识的生成过程。
- 6 -
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容