匀强电场中电势差与电场强度的关系教学设计
教学三维目标 （一）知识与技能
1、理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系．对于公式 过程．
要知道推导
2、能够熟练应用 解决有关问题． （二）过程与方法
通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力．
（三）情感态度与价值观
从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自然科学探究中的逻辑美． 教学重点与难点分析
前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节内容是研究电势差与电场强度的关系，注意电场强度是描述电场力的性质，电势是描述电场能的性质、电势差是跟电场力移动电荷做功相互联系（如下图），电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的内部逻辑．教师在讲解时需要把握其内部联系． 教法建议
本节课是通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系的，教学中重视启发学生联想，分析物理量之间的关系，要使学生不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确应用结论． 教学过程设计
电势差与电场强度关系
环节一：课题引入（学生复习回忆）： 环节二：教师出示图片：
环节三：教师讲解：场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的．那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强电场场为例来研究． 问题1：如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力作用下从A点沿电场方向移动到B点，已知A B两点之间的距离为d，分析电场强度E与电势差 之间有什么关系？ AB间距离为d，电势差为 ，场强为E．把正电荷q从A点移到B时，电场力 所做的功为 ．利用电势差和功的关系，这个功又可求得为 ，比较这两个式子，可得 ，即：
这就是说，在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势场等于场强和这两点间距离的乘积．如果不是沿场强方向的呢？（学生可以进行讨论分析）
如图所示（教师出示图片）并讲解AD两点间电势差仍为 U，设AD间距离s，与AB夹角 ，将正电荷从A移动到D，受电场力方向水平向右，与位移夹角 ，故电场力做功为 ，所以 ．利 ，
用电势差和功的关系， ，比较这两个式子可得 ．d为AB两点间距离，也是AB所在等势面间距离或者可以说是AD两点间距离s在场强方向的投影． 关于公式 ，需要说明的是：
1、U为两点间电压，E为场强，d为两点间距离在场强方向的投影． 2、由 ，得 ，可得场强的另一个单位：
．
所以场强的两个单位伏／米，牛／库是相等的．注：此公式只适用于匀强场． 环节四：例题讲解
3
例题1：如图1－5－14所示，在电场强度E＝2×10 V/m的匀强电场中有三点A、M和B，
AM＝4 cm，MB＝3 cm，AB＝5 cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q＝2×10－9 C的正电
荷从B移动到M点，再从M点移动到A点，电场力做功为( )
图1－5－14
A．0.16×10 J B．0.12×10 J C．－0.16×10 J D．－0.12×10 J
解析：B、M在同一等势面上，电荷由B到M电场力不做功．由M到A电场力做负功．W＝qU＝q·Ed＝2×10×2×10×4×10 J＝0.16×10 J．即电场力做功为：－0.16×10 J. 答案：C
例题2.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图1－5－15所示，＝h，此电子具有的初动能是( )
－9
3
－2
－6
－6
－6
－6
－6
－6
图1－5－15
edh
A.U B．edUh eUeUhC.dh D.d
解析：电子从O点到A点，因受电场力作用，速度逐渐减小．根据题意和图示判断，电子仅12
受电场力，不计重力．这样，我们可以用能量守恒定律来研究问题．即2mv0＝eUOA.因为E＝UUh12eUhd，UOA＝Eh＝d，故2mv0＝d.
答案：D
例题3．如图1－5－16所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落在A、B、C三点( )
图1－5－16
A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电，落到C点的小球带负电 B．三小球在电场中运动的时间相等
C．三小球到达正极板时动能关系：EkA>EkB>EkC D．三小球在电场中运动的加速度关系：aA>aB>aC
12
解析：由图知A的射程最远，x＝v0t，tA最大，又由h＝2at知aA最小，aC最大，所以A正确．B、D错误，由动能定理知C错． 答案：A
例题4：图1－5－20为一个示波器工作原理的示意图，电子经电压为U1的加速电场后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差U2，板长L，为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量h/U2)可采取的方法是( )
图1－5－20
A．增大两板间电势差U2 B．尽可能使板长L长些 C．尽可能使板间距离d小一些 D．使加速电压U1升高一些
解析：电子的运动过程可分为两个阶段，即加速和偏转． 12
(1)加速：eU1＝2mv0
12eU22
(2)偏转：L＝v0t，h＝2at＝2mdt
hL2
综合得：U2＝4U1d，因此要提高灵敏度则需要：增大L或减小U1或减小d，故答案应选B、C两项． 答案：BC