《电势差与电场强度的关系》--优质获奖教案

教学流程
（一）引入新课
提问：你学过哪些描述电场性质的物理量？
等势面有哪些特点？
导入：既然场强、电势、电势差都描述电场
的性质，它们之间一定存在关系、什么关系呢？
下面我们就来推导它们间的关系。

（二）进行新课
1、电场强度与电势的关系
等势面上，每相邻两个等势面间距表示它们
间的电势差，故可用等势面的疏密来表示电势差.
由图知，电场线密处，等势面也密，即场强大处，
电势差也大.
右图是一个匀强电场，场强大小为E，A、B
是沿电场方向上的两点，其电势差为U，A、B之
间相距为d。

现将一个电量为q的电荷由A移到B，
你可以用几种方法计算电场力所做的功？
（1）W＝Fd＝qEd
（2）W＝qU
即得：U＝Ed 或E＝U／d
若A、B不在同一条电场线上：
根据电势差的定义式，得
答：
电场的两大性质：①力的性质，由电
场强度描述，可用电场线形象表示；
②能的性质：由电势、电势差描述，
可用等势面形象表示。

等势面的特点：①沿等势面移动
电荷电场力不做功；②等势面与电场
线垂直，且电场线从高电势指向低电
势；③任两个等势面不相交。

教师：场强与电势差也无直接关
系吗？如何进行讨论呢？场强与电势
差有何定量关系？
学生思考后分析：可从电场的等
势面和电场线的分布图讨论
引导学生讨论在匀强电场中它们
间的关系.
师生互动，得出总结结论：匀强
U AB =B A E q
B A qE q W AB '⋅='⋅=
用d 表示A 、B 在场强方向上的距离AB ′，则上式可写为：U AB =Ed
问题：上式是在匀强电场中推出的，它适用于非匀强电场吗？
电场强度与电势差的关系：U AB =Ed 注：①只适用于匀强电场
②d ：沿电场方向的距离
问题：由U AB =Ed ，得到：d
U E AB
=
，这个式子表示什么含义？从式子中可看出E 的单位是什么？
（三）实例探究：
【例1】如图，在匀强电场中的M 、N 两点距离为2 cm ，两点间的电势差为5 V ，M 、N 连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？
对应训练
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。

学生：思考、讨论后回答：不适用。

因为在非匀强电场中，电荷从A 移至B 的过程中，受的电场力为变力，W 电场不能写成Fs .
学生答：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差。

由d
U E AB
=
，可得E 的单位为V/m ，即1 V/m=1 N/C 。

规范解答
解：根据d
U E MN
=
，得 5
.0102560cos 2⨯⨯=
⋅=
-
MN U E MN =500 V/m.
【例2】如图所示，
在场强为E＝4.0×103
N/C的匀强电场中有相
距5.cm的A、B两点，
两点连线与电场强度成30°角。

求A、B两点间
的电势差。

【例3】图中，A、B、C三点都在匀强电场中，
已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC＝20 cm.把一个
电量q=10-5C的正电荷从A移到B，静电力做功为
零；从B移到C，静电力做功为3
10
73
.1-
⨯
-J，
则该匀强电场的场强大小和方向是？
（四）课堂总结：
一、电势差与电场强度的关系：U=Ed
学生独立完成，可以两名学生去
黑板上板演
解：过B点作一垂直于电场线的
平面即等势面，过A点作电场线的平
行线，二者交于B'点，如图，显然
B
A
AB
B
B
U
U
'
=
'
=,
ϕ
ϕ
2
3
05.0
10
0.4
30
cos3⨯
⨯
⨯
=
='
=
AB
E
B A
E
U
AB
N/C=1.7×102 N/C
给学生必要的提示：寻找等势
面，根据电场线与等势面的关系解决。