7.4 电势差和电场强度 教案 -2023-2024学年高二上学期（中职）物理高教版《技术物理 上册》

7-4 电势差和电场强度 一、教学目标 1．理解电场力做功与电势差的关系。 2．理解匀强电场中电势差和电场强度的关系 二、教学重点难点 重点：匀强电场中电势差和电场强度的关系。 难点：匀强电场中电势差和电场强度关系的物理意义。 三、教学器材 计算机、投影仪、数字展示仪3002。 四、教学建议 教法建议 讲授法、讨论法、启发法。 教学设计方案 （一）引入新课 由上几节课的学习，我们清楚了电荷、电场、电场强度、电势、电势差等概念．本节学习电势差和电场力移动电荷做功的关系及电势差和电场强度的关系。 （二）引出课程内容 1．电场力做功与电势差的关系 如图1所示， 电荷q在电场中从a移动到b 时，电场力做的功等于电荷在a、b两点的电势 能之差。 图1 电场力的功与电势差 关系推导： 所以 或 即：电场中a、b两点间的电势差等于电场力在这两点之间迁移电荷做的功与电荷的比值（电场力迁移单位电荷做的功）。 注意：（1）使用公式时注意各物理量的符号：>0，表示电场力做正功；<0，表示电场力做负功。正电荷的电荷量用正值，负电荷的电荷量用负值。 （2）能量的单位：eV(电子伏) 1 eV =1.6×10-19 J （3）电场中a、b两点间的电势差跟移动电荷的路径无关， 只与a、b两点的位置有关。 例题1. 在电场中有P、Q两点（如图2所 示），将一正电荷放入电场中，问：P、Q中哪 图2 例题1图 一点电势高？哪一点电场强度大？在电场力的作用下电荷将如何运动？电荷的电势能会如何变化？换一个负电荷，再回答上述问题。 解 因为沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以＞。 因为P点附近电场线比Q点附近电场线密集，所以＞。 在电场力作用下，正电荷由电势高处向电势低处运动，应由Q向P处运动；而负电荷由电势低处向电势高处运动，应由P点向Q点运动。 无论正、负电荷，只要电场力对电荷做正功，电荷的电势能都是减少的。 例题2 在上图中，P点的电势是20 V，Q点的电势是40 V，今使电荷量 ，的点电荷，从P点移到Q点，电场力做的功是多少？ 解 电场力对正电荷做的功为 J = -1×10-3 J 电场力对负电荷做的功为 J = 1×10-3 J 2、匀强电场中电势差和电场强度的关系 在如图3所示的匀强电场中，将电荷q由a点移到b点。电场力做功为 此功也可以用电势差计算： 显然，， 图3 匀强电场中U与E的关系 即 或 上式只适用于匀强电场。电场的电场强度大，在电场强度方向上单位距离两点间的电势差也大。电场强度的方向总是指向电势降低的方向。 由上式可知，电场强度的单位为伏特每米（V/m）。1 V/m= 1J/C 。 例题3 两平行金属板相距m ， 两板间的电场强度是V/m。 ⑴求两极板间的电势差； ⑵设正极板接地，距正极板1 cm处的 P点电势是多少？如图4所示。 图4 例题3图 解 已知平行金属板间的电场是匀强电场，E =V/m，电场方向由正极板指向负极板，又 m =1cm= m 则 ⑴两极板间的电势差为 V = 8 V ⑵正极板接地，电势为零，即。则正极板和P点间的电势差为 V= 2 V 由，解出P点电势为 V = -2 V （三）小结 1． 电场力做功与电势差的关系 2． 匀强电场中电势差和电场强度的关系 （四）作业布置 1.p15 3、4题 2.《技术物理练习册》（第3版）相关习题 （五）教学说明 1．在引导学生推导关系的过程中，要注意让学生仔细体会推导思路，物理意义：从力的角度计算功是，从能的角度来计算是。 2．学生易犯的一个错误是把电势高低与电场强度大小直接联系起来，认为电场中某电势高(低)电场强度就大(小)。因此，我们在引入课题时要正确强调讨论电势差和电场强度的关系，并且在一开始先指出这两个概念的不同之处。 3．讨论电势差和电场强度的关系时，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。 学科网（北京）股份有限公司 $$