例談電場強度與電勢之間的關(guān)系

一、如何理解電場強度和電勢的基本概念

二、電場強度與電勢之間的關(guān)系

在電勢的教學(xué)中，人教版選修3-1課本中第18頁給出了這樣一段話：電場線指向電勢降低的方向，這一句話作為了絕大多數(shù)學(xué)生判斷兩點間電勢的高低的基本方法，在課本的問題與練習(xí)中，第三題是這樣的一題。

3.根據(jù)圖回答以下題目，然后進行小結(jié)。如何根據(jù)電場線來判斷電場中兩點電勢的高低？

（1）M，N是同一條電場線上的兩點，哪一點電勢高？

（2）M，P是同一電場中不在同一條電場線上的兩點，哪一點電勢高？

進而得出這樣的結(jié)論：電勢高的，電場強度不一定大；電場強度大的，電勢不一定高，兩者之間沒有任何的關(guān)系。

結(jié)論的結(jié)果的確是對的，但真的是電場強度E與電勢φ之間沒有任何聯(lián)系嗎？這是兩個獨立的物理量嗎？

三、電勢與電場強度之間的關(guān)系

它的意義是：電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向上每單位距離上降低的電勢。

如何讓學(xué)生正確地理解這句話？如果學(xué)生能夠正確的理解這句話，那么，對于電勢和電場強度之間的關(guān)系的理解將變得非常簡單，在運用時也能正確地把準(zhǔn)兩者的關(guān)系，得出正確的結(jié)果。

筆者認(rèn)為，可以從兩個方面或者說兩種方法去理解這個問題：

方法一：類比法

我們可以回憶一下：加速度與速度之間的關(guān)系：

如果我們把Δφ比作Δv，把Δd比作Δt，我們不難看出，兩者之間的共通性。即：

加速度反映的是速度在時間上的變化快慢。而電場強度E反映的是電勢φ在空間上變化的快慢。

方法二：圖像法

在人教版的《電場》第四章節(jié)中，課本為我們提供了以下三幅帶電體周圍的等勢面和電場線的圖片：

在圖片中，我們不難發(fā)現(xiàn)這樣一種結(jié)論：電場線密的地方，等勢線同樣密集。

我們知道，電場線的疏密反映了電場強度的大小，即電場線密的地方，電場強度E大。

而等勢線密集的地方則反映了在空間上電勢降低得更快。這也不正是反映了電場強度和電勢之間的關(guān)系嗎？

四、靈活運用

筆者認(rèn)為，物理概念的建立對于學(xué)生來說是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)概念，是為了能運用概念進行思維，運用概念解決問題。依據(jù)認(rèn)識論的觀點，一個完整的教學(xué)過程必須經(jīng)過“由感性的具體上升到抽象的規(guī)定”和“再由抽象的規(guī)定發(fā)展到思維中的具體”這樣兩個科學(xué)抽象的階段。因而概念的運用階段也是物理概念教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)。但要注意，練習(xí)的目的在于鞏固深化概念，形成技能，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。因此，選題要典型、靈活多樣，對題目的挖掘、探討要力求深入。將做習(xí)題與概念教學(xué)分離，甚至相對立，搞題海戰(zhàn)術(shù)的做法，不僅浪費時間、浪費精力，還容易使學(xué)生形成呆板、機械、生搬硬套的思維習(xí)慣，不利于深化、活化概念，也不利于分析能力的提高。

（作者單位 江蘇省溧水高級中學(xué)）

編輯 薛直艷