物理3－1教案全册.doc

高二物理选修3-1教案目录第一章静电场 1.1电荷及其守恒定律 .1.2库仑定律1.3.1电场强度 1.3.2专题：静电平衡 1.4电势能 电势 .1.5电势差1.6电势差与电势强度的关系 .1.7电容器与电容 .1.8带电粒子在电场中的运动 第二章、恒定电流 .2.1、导体中的电场和电流（1课时） 2.2、电动势（1课时）2.3、欧姆定律（2课时）2.4、串联电路和并联电路（2课时） .2.5、焦耳定律（1课时） 第三章 磁场 教案 3.1 磁现象和磁场（1课时） .3.2 、 磁感应强度（1课时） .3.3 、几种常见的磁场（1.5课时） 3.4 、磁场对通电导线的作用力（1.5课时）3.5、磁场对运动电荷的作用（1课时） .3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习） .第一节 电荷及其守恒定律一、新课标要求（一）知识与技能知道各种起电方法及实质，认识元电荷，掌握电荷守恒定律的内容。（二）过程与方法结合具体事实理解概念及定律，化抽象为具体。（三）情感、态度与价值观体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平。培养学生对实验的观察和分析的能力二、教学重点掌握电荷的基本性质与电荷守恒定律。三、教学难点电荷基本性质与电荷守恒定律的理解及应用。四、教学方法实验归纳法五、教学用具：静电感应演示器、玻璃棒、丝绸，多媒体辅助教学设备教学过程（一）引入新课教师：初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？学生：自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引.电荷的多少是用电荷量来表示。出示练习题（利用多媒体）【例一】挂在绝缘细线下的两轻质通草球，由于电荷的相互作用靠近或远离，如图所示，则：（ ） A 甲图中两球一定带异种电荷； B甲图中至少有一个带电； C乙图中两球一定带同种电荷； D乙图中两球可能只有一个带电。甲乙答案：BC教师：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？如何使物体带电？学生：不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。另外还可以让物体接触带电。教师：摩擦起电和接触带电的实质是什么？学生：一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而带负电。引入：在复习初中内容基础上，进一步再来看有没有别的方法使物体带电？物体带电的实质是什么？今天这节课就来学习这些问题：（二）进行新课1电荷教师活动：引导学生阅读教材有关物质内部微观结构的描述，思考和回答问题：（1）物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因是什么？（2）什么是自由电子，金属成为导体的原因是什么？学生活动：积极阅读教材，思考并回答问题。点评：培养学生通过阅读教材独立获取知识的能力。通过学生回答问题培养学生的语言表达能力。教师活动：提出问题：除了摩擦起电，还有没有可以使物体带上电的方法？实验：取有绝缘支柱的两个不带电枕形导体A、B，使它们彼此接触。用丝绸摩擦过的有机玻璃棒反复多次接触球形导体C，使之带正电。将C移近A，用与有机玻璃棒摩擦过的丝绸分别靠近A、B。（如图所示）现象线绸靠近B，而远离A.学生得出B带正电，A带负电。问题如将A、B分开，再移走C，A、B带电情况如何？学生答A仍带负电，B仍带正电.演示证明将A、B分开，用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确。问题将A、B接触，它们是否带电？这说明什么？学生答不带电，说明接触前A、B带等量异种电荷，接触后等量异种电荷中和。演示证明使A、B接触，仍用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确。问题若先把C移走，再将A、B分开呢？学生答A、B不带电。演示证明把C移走，将A、B分开，用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确.师问为什么？学生答因为将C移走，A上负电荷、B上正电荷不再受C上电荷作用，而使A、B所带电荷重新恢复原状，在导体内中和而不带电。教师活动：引导学生分析前面的现象，总结得出静电感应的概念。静电感应：将电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫做静电感应。利用静电感应使物体带电的过程，叫感应起电。结论不仅摩擦起电和接触带电可以使物体带电，静电感应也可使物体带电。教师活动：静电感应的实质是什么？是不是创造了电荷？学生活动：分析并回答：当带电球C移近不带电导体A、B时，导体上自由电子被吸引过来，使导体A、B带上了等量的异种电荷，即使电荷从物体一部分转移到另一部分。在感应起电的过程中并没有创造电荷。教师活动：联系摩擦起电的实质，思考使物体带电的实质是什么？学生活动：使物体带电，不是创造了电荷，而是使物体中的正、负电荷分开。教师引导学生思考，出示投影片【例二】把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥则A、B两球原来的带电情况可能是（） A带有等量异种电荷 B带有不等量异种电荷 C带有等量同种电荷 D一个带电，另一个不带电答案：BCD2电荷守恒定律电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。教师活动：引导学生阅读教材第4页有关内容，了解电荷守恒定律的另一表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。过渡：这是物理学中重要的基本定律之一。通过前面的学习，清楚了物体带电的本质，而一个带电体究竟带多少电？经过大量实验证明，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e或者是电荷量e的整数倍。3元电荷教师活动：引导学生阅读教材，思考问题：（1）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？（2）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？（3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？（4）什么是比荷？电子的比荷是多少？学生活动：思考并回答老师的问题。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）思考探究关于静电感应现象的应用【例三】如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（） A 只有M端验电箔张开 B 只有N端验电箔张开 C 两端的验电箔都张开 D 两端的验电箔都不张开N M A 答案:C电荷守恒定律的应用、元电荷【例四】有两个完全相同的带电绝缘金属小球 A、B，分别带有电量QA= -6.410-9C，QB=-3.210-9C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？解析 当两小球接触时，带电量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配。由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电量C在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带 的正电，这样，共转移的电子电量为C转移的电子数创新应用【例五】有三个完全一样的绝缘金属球,A球带的电量为q，B、C均不带电,现要使B球带的电量为3q/8, 应该怎么办?【例六】有A、B、C三个用绝缘柱支持的 相同导体球, A带正电, B和C不带电,讨论用 什么办法能使:（1）B、C都带正电；（2）B、C带等量的异种电荷。 课余作业书面完成P5“问题与练习”第2、3题；思考并回答第1、4题。第二节 库仑定律一、教学目标 1掌握两种电荷；理解电荷守恒；知道元电荷；定性了解两种电荷间的作用规律；掌握库仑定律的内容及其应用。2通过观察演示实验，概括出两种电荷间的作用规律。培养学生观察、概括能力。3 渗透物理学方法的教育，运用理想化模型方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型点电荷，研究真空中静止点电荷间互相作用力问题库仑定律。二、教学重点、难点1重点是库仑定律。2库仑定律的实际应用，是难点。三、教学过程：（一）引入新课工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。在当前出现的新技术中，起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。它们被广泛应用于各种新技术领域，给人们的生产和生活带来了深刻的变化。为了正确地利用电，就必须懂得电的知识。（二）进行新课（1）两种电荷及电荷间的相互作用自然界存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦有机玻璃棒后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，有机玻璃棒带正电，丝绸带负电。物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。电子带有最小的负电荷，质子带有最小的正电荷，它们电量的绝对值相等，一个电子电量e=1.610-19C。任何带电物体所带电量要么等于电子（或质子）电量，要么是它们的整数倍，因此，把1.61019C称为基元电荷。实验： 电荷之间存在着相互作用力，力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关，电量越大，距离越近，作用力就越大；反之电量越小，距离越远，作用力就越小。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。（2）库仑定律法国物理学家库仑，用精确实验研究了静止的点电荷间的相互作用力，于1785年发现了后来用他的名字命名的库仑定律。正像牛顿在研究物体运动时引入质点一样，库仑在研究电荷间的作用时引入了点电荷，无疑这是人类思维方法的一大进步。什么是点电荷？简而言之，带电的质点就是点电荷。点电荷的电量、位置可以准确地确定下来。正像质点是理想的模型一样，点电荷也是理想化模型。真正的点电荷是不存在的，但是，如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看成点电荷。均匀带电球体或均匀带电球壳也可看成一个处于该球球心，带电量与该球相同的点电荷。库仑实验的结果是：在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。若两个点电荷q1，q2静止于真空中，距离为r，如图3所示，则q1受到q2的作用力F12为式中F12、q1、q2、r诸量单位都已确定，分别为牛（N）、库（C）、q2受到q1的作用力F21与F12互为作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，统称静电力，又叫库仑力。若点电荷不是静止的，而是存在相对运动，那么它们之间的作用力除了仍存在静电力之外，还存在相互作用的磁场力。关于磁场力的知识，今后将会学到。（3）库仑定律的应用【例1】 两个点电荷q1=1C、q2=1C相距r=1m，且静止于真空中，求它们间的相互作用力。这时F在数值上与k相等，这就是k的物理意义：k在数值上等于两个1C的点电荷在真空中相距1m时的相互作用力。【例2】 真空中有A、B两个点电荷，相距10厘米，B的带电量是A的5倍。如果A电荷受到的静电力是104N，那么B电荷受到的静电力应是下列答案中的哪一个？ A510-4N B0.210-4NC104N D0.110-4N【例3】 两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q1=2C正电荷，q2=4C负电荷，在真空中相距为r且静止，相互作用的静电力为F。（1）今将q1、q2、r都加倍，相互作用力如何变？（2）只改变两电荷电性，相互作用力如何变？（3）只将r增大4倍，相互作用力如何变？（4）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？（5）接上题，为使接触后，静电力大小不变应如何放置两球？答（1）作用力不变。（2）作用力不变。（3）作用力变为F/32，方向不变。（4）作用力大小变为F/8，方向由原来的吸引变为推斥（接触后电量先中和，后多余电量等分）。【例4】 两个正电荷q1与q2电量都是3C，静止于真空中，相距r=2m。（1）在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，求Q受的静电力。（2）在O点放入负电荷Q，求Q受的静电力。（3）在连线上A点的左侧C点放上负点电荷q3，q3=1C且AC=1m，求q3所受静电力。解 当一个点电荷受到几个点电荷的静电力作用时，可用力的独立性原理求解，即用库仑定律计算每一个电荷的作用力，就像其他电荷不存在一样，再求各力的矢量和。（1）（2）题电荷Q受力为零。（3）q3受引力F31与引力F32，方向均向右，合力为：（三）课堂小结（1）电荷间相互作用规律：同性相斥，异性相吸，大小用库仑定（2）电荷间作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。（3）库仑定律适用条件：真空中静止点电荷间的相互作用力（均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可）。第三节 电场（1）电场a. 电荷周围存在一种特殊物质 实体物质形式 场场客观存在的证明是它有力、能的特性。例如重力场对有质量的物体有力的作用，且可对物体做功，说明其能量。电场对放入其中的电荷Q也有力的作用，可对Q做功，说明其有能量。b. 电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用，此力称电场力。c. 静电场：静止电荷的电场。场有能和力的特性，我们先看电场的力的性质，它是本章的重要内容，先以点电荷为例。如图所示，在+Q电场中A点分别放入点电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为：；对比各式，可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力，但只要A点位置不变，F与q的比值就不变。若换到B点，则 从上面分析看出：场电荷Q固定则电场的空间分布固定，对于场中某固定点，值仅与Q、r有关，与检验电荷无关，它反映的是电场的性质，反映的是电场的强弱，称场强。（2）电场强度a. 定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值叫该点的电场强度，简称场强。b. 定义式：F 电场力 国际单位：牛（N）q 电荷量 国际单位：库（C）E 电场强度 国际单位：牛 / 库（N / C）电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力。c. 电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向。电场中同一点，+q、q受力方向不同，场强只能有一个方向，规定以+q所受电场力的方向为场强的方向。例 在图中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向。正点电荷+Q电场中某点B电场强度方向沿+QB连线背离+Q；负点电荷-Q电场中某点D电场强度方向则沿连线D(-Q)指向Q。 借助于点电荷场强推出，可适用于任意电场。（3）真空中一个孤立点电荷电场的场强（强调E与检验电荷q无关，仅与场电荷Q与r有关），方向见上例。（4）两个点电荷产生的电场的叠加原理如图所示，在正点电荷Q1与负电荷Q2产生的电场中有一点A，求A点的电场强度EA，由电场强度的定义可知，EA在数值上等于+1C点电荷在A点所受的电场力。今在A点放q = +1C，q将同时受到Q1和Q2的作用，每个作用力都能单独用库仑定律求出，就像另一个电荷不存在一样，而q受的合力为各分力的矢量和，又因q是1C正电荷，所以它受的电场力在数值上等于两电场叠加后的场强，也就是说A点的合场强为Q1与Q2单独在A点产生的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。用电场强度的叠加原理可以求得任意多个点电荷产生的电场强度，任何一个带电体不管其电荷分布多么复杂，都可以视为由许多点电荷组成，因而可以用场强叠加原理求出它周围空间电场中任一点的场强。可以看出，真空中任意多个点电荷产生的电场强度，仅由场电荷、电场中的位置两个因素决定，而与检验电荷无关。（5）比较：和a. 是场强的定义式，适用于任何电场b. 是点电荷电场中场强的计算式。第四节 电势能和电势知识目标：1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。知识网络：1静电力做功的特点结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。q沿直线从A到Bq沿折线从A到M、再从M到Bq沿任意曲线线A到B结果都一样即：W=qELAM =qELABcos【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。2电势能电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：注意：电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。求电荷在电场中某点具有的电势能电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。电势能零点的规定若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。关于电势能零点的规定：P19（大地或无穷远默认为零）所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为： 例题与课堂针对训练ACDB+Q+2Q例1.如图所示，A、B两点分别固定着电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB。现将一带正电的试探电荷从C点沿直线移到D点，则电场力对试探电荷（ ）A.一直做正功 B.一直做负功C.先做正功再做负功 D.先做负功再做例2.在场强大小为E的匀强电场中，质量为m、带电量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动s距离时速度变为零.则（ ）A.物体克服电场力做功qEs B.物体的电势能减少了0.8qEsC.物体的电势能减少了qEs D.物体的动能减少了0.8qEsAOB530E例3：一个匀强电场的场强为E=104N/C，在平行于电场的平面上画半径为10cm的的圆周，圆周上取A、B两点，将带电量为109C的负电荷从图中A点移到B点的过程中电场力做功为 。例4.一质量为m的带电液滴以竖直向下的初速度v0进入某电场中.由于电场力和重力的作用，液滴沿竖直方向下落一段距离h后，速度为零.下列判断正确的是（ ）A.电场力对液滴做的功为 B .液滴克服电场力做的功为C.液滴的机械能减少mgh D.液滴的电势能减少第五节 电势教学活动教学过程：（一）复习上课时知识 要点：1、静电力做功与电势能的关系。2、电势概念。-后引入新课（二）新课教学-第5节、电势差 通过对重力场中的高度、高度差和电场中的电势、电势的差值进行类比，并结合P18图1、4-1分析得出：1、 电势差（1）定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。用表示。 （2）公式： 或 所以有：=- 注意：电势差也是标量，可正，可负。讨论：（1）电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？（2）电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？为什么？这与力学中学过的哪个概念相似？2、静电力做功与电势差的关系 电荷Q在电场中从A移动到B时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。推导： 所以有： 或 即：电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷Q的比值。注意：电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关分析P24例题（这里略）先引导学生画示意图。后解之。并对A、C间的电势差的计算过程做补充说明。讨论：UAB由什么决定？由WAB、q决定吗？WAB由q、UAB决定吗？电势差UAB与q、WAB均无关，仅与电场中A、B两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质。电势差的单位：伏特 符号V 1V=1 J/C电势差是标量。例题1（投影教材24页）教师引导学生分析、求解。培养学生对概念的理解能力和分析解决问题的能力。例题之后教师要帮助学生及时总结点评：在应用公式或时，对各物理量的符号的处理方法：计算时将各量的正、负号代入公式，并根据结果的正、负号进行判断。例如：将一个电量C的电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功为J，则A、B两点间的电势差V=20 V。=20V表示A点电势比B点电势高20 V。（三）小结：对本节内容要点进行概括。巩固练习： 1、求两点间的电势差在如图所示的电场中，把点电荷q=+210-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=410-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？解：由静电力做功与电势差的关系得VV2、求静电力做功如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20 V，将点电荷q= -210-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少？解：电场力所做的功WAB=UABq=20（210-9）= -4.010-8J3、电场知识的综合应用电场中A、B两点的电势是A=800 V， B= -200 V，把电荷q= -1.510-8C由A点移到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？解：UAB=AB=800-（-200）=1000 VWAB=qUAB=（-1.510- 8）1000= -1.510-5 J电场力做负功，则电势能增加，增加1.510-5J课本P25问题与练习1、2、3第六节电势差与电场强度的关系一 教学目的：1、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系d，并且能够推导出这个关系式。、会用关系式d进行有关计算。二 教学重点：理解匀强电场中电势差与电场强度的关系d，并且能够推导出这个关系式。三 教学难点：会用关系式d进行有关计算。四 教学过程：1、引入：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。知道了电场强度是跟电场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。正像力和功有联系一样，电场强度和电势差也是有联系的。今天，我们就以匀强电场为例，来研究它们之间的关系。2、授新：提出问题：关于电势差与电场强度这两个物理量，我们前几节课中都已做过具体讨论，现在请同学们回忆这两个物理量概念，并思考一下它们有哪些不同之处一、电场强度与电势差的不同之处、物理意义不同：电场强度描述电场力的特征，电势差描述电场能的特征；、是矢量，是标量；、表达式不同：q，U=W/q；、单位不同：为m ， U为V刚才，我们共同回忆了电场强度与电势差这两个概念的不同之处。下面，我们在以匀强电场为例讨论一下它们的联系。二、电场强度与电势差的联系。前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越来越低，从图中可以看出沿AB、AD、AC方向，电势都在降低，但沿AB方向距离最短，即降低得最快，而AB方向即为场强方向，可见场强的方向是指向电势降低最快的方向。1场强方向是指向电势降低最快的方向。我们再来研究场强和电势差的数量关系。设AB间距离为d，电势差为U1，场强为E。把正电荷q从A点移到B时，电场力qE所做的功为W=qEd。利用电势差和功的关系，这个功又可求得为W=qU，比较这两个式子，可得W=qEd=Uq，即U=Eq。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？例如 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 W=Eqs cos，s cos=d，所以 W=Eqs cos=Eqd。利用电势差和功的关系，W=qU，比较这两个式子可得U=Escos=Ed。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。2U=Ed。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。3由U=Ed，得 E=Ud，可得场强的另一个单位：Vm。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。五、巩固练习：下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系，说法正确的是：、任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积、沿电场线方向，任何相同距离上的电势降落必相等、电势减小的方向必是场强的方向。、在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大第七节 静电现象的应用教学目标1、 理解静电感应现象,知道静电平衡条件；2、 理解静电屏蔽重点难点 重点：静电现象的应用难点：静电感应现象的解释教具高压起电机、多媒体教学过程一、静电平衡的特点1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。二、阅读课本了解本节内容，并回答下列问题：1、放电现象有哪些？2、什么是火花放电？什么是接地放电？3、尖端放电的原理是什么？4、尖端放电的原理有何应用？避雷针的发展历史是怎样的？5、静电有哪些应用？ 6、 哪些地方应该防止静电？二、利用实验和录像教学：高压起电机、电荷分布演示器、静电现象（包括静电复印、静电除尘、静电喷漆录象）三、解决问题1、火花放电和接地放电；2、火花放电是指物体上积累了电荷，且放电时出现火花的放电现象；接地放电是指为了防止物体上过量积累电荷，而用导体与大地连接，把电荷接入大地进行时时放电的现象；3、尖端放电的原理：物体表面带电密集的地方尖端，电场强度大，会把空气分子“撕裂”，变为离子，从而导电；4、可以应用到避雷针上；避雷针的发展史介绍富兰克林与国王的避雷针“尖端”与“圆端”之争；5、静电除尘，静电复印，静电喷漆；6、静电产生的火花能引起火灾，如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静电；四、练习1.如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为Q和2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2rL）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小_ 方向_ 作业课后“问题与练习第八节电容器的电容一 教学目标图11.知道什么是电容器以及常见的电容器。2.知道电场能的概念，知道电容器充电和放电能量的转化。3.理解电容器电容的概念及其定义式C，并能用来进行有关的计算。 4.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系。二 教学重点难点电容的概念及电容的引入。三 教学过程新课引入 打开调频收音机，调节调频旋钮调台。设问：我们是通过调节的那些电学元器件来实现收不同的频道的呢？引入：我们调节的是一个叫电容器的电学元器件，电容器的使用很广泛，今天我们就来学习并了解一下电容器。新课讲解一、电容器的构造实物展示：将一个纸制电容器轻轻展开，让学生观察元件结构，识别绝缘层和极板。电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板，两个极板非常靠近，中间的绝缘层用薄绝缘纸充当，分别用两根导线连接两极这就是纸制电容器的结构。学生讨论：两片锡纸是导体，但是是彼此绝缘的。老师总结：两个彼此靠近又相互绝缘的导体便构成了电容器。实物展示：平行板电容器老师总结：平行板电容器是最简单的电容器，我们今天就通过平行板电容器来了解电容器这样一种电学元器件。图1二、电容器的功能电路图（如图1）提出问题： 如果将单刀双掷开关拨向1，电 流表会有示数么？学生回答： 不会，两块金属板是绝缘的。实验演示： 当我们单刀双掷开关拨向1，我 们发现，电流表指针偏转了，但 是很快又恢复到0。老师分析： 电流表有示数，说明电路当中发 生了电荷的定向移动，移动的电荷无法通过电容器，聚集在电容器的极板上，这样电容器的两极板就带上了等量异种的电荷，我们把这一过程，叫电容器的充电。图2 提出问题： 那么为什么电流很快就减小为零了呢？PPT演示： 如图2提出问题： 如果两块极板上，带上了等量的异种 电荷，它们之间会形成什么呢？ 学生回答： 两块极板之间形成了电场。老师分析： 因为电场的存在，使得两块极板之间形 成了电势差，当极板间的电势差和电源两端的相等的时候，电路中电荷的定向移动便停止了，充电过程也相应停止。提出问题：电容器充电结束，此时我们把开关拨向2，电流表会观察的到示数么？学生回答：会的，当开关拨向2后，电容器两极板的异种电荷相互中和，形成电荷的定向移动，形成电流。老师总结：我们把这一过程叫做电容器的放电，老师总结：充电和放电过程中能的变化：充电后，电源断开，两个极板上都保存有电荷，两板间有电场存在，电源的电能就储存在电场当中，我们称之为电场能a充电过程，电源的电能转化为电容器的电场能放电后，两极板不再有电荷，所以不存在电场，也就没有了电场能b放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能三、 电容器的电容提出问题：如果在电容器充电结束后，增大加在电容器两端的电压，电容器两极板的电荷量会发生怎样的变化？学生讨论：如果电容器两端所加的电压增加的话，电路中电荷将发生定向移动，使得电容器两块极板上的电荷量增加。提出问题：电压U增加，电荷量Q也增加，Q和U到底是什么关系呢？怎么证明？我们以前遇到过类似的情况么？ 学生讨论：Q可能正比于U，也可能正比于U2可以利用图像来证明，在功和速度的关系里面，我们遇到过类似的问题，利用Excel分别划出Q-U，Q-U2等图线，得出关系。提出问题：要划出图像，必须先得到一组相应的数据，电压U比较容易测量，电荷量Q怎么办呢？老师分析：我们现有的工具只能利用电流传感器，得出I随时间变化的图线，怎么得出Q？能不能再次借鉴一下我们学过的方法。图3V学生讨论：因为Q=I t ，而我们又可以得到I-t图线，我们可以借鉴以前利用V-t图线求位移的方法，利用I-t图线来求得Q。实验探究：电路图如图31、 按电路图连接电路；2、 打开DISLab中的“电容器的电容”专用软件，开始采集数据，将开关拨向1，当电流减小为零后，再将开关拨向2 ，完成数据采集。然后选定充电（或放电）部分的图像，积分求出面积，填入表格；3、 改变电源电压，重复2过程；4、 完成表格，利用Excel绘制图线，得出规律。U1V2V3V4V5VQ得出结论：Q U Q =C U 提出问题：不同的电容器，比例系数C 一般不相同，能说明什么问题么？学生讨论：说明比例系数C 反映了电容器的某种能力，储存电荷的能力。老师总结：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容。用C表示电容。 单位：法拉（F） *类比理解电容： 用不同的容器装水，要使容器中的水深为1cm，需要的水多，容器的横截面积就大 使不同的电容器两板间的电势差为1V，需要的电荷量越多，表示电容器的电容大。四、平行板电容器的电容提出问题：电容器的电容和哪些因素有关呢？学生讨论：可能和两块极板之间的距离，面积等因素有关。提出问题：电容器电容的变化只能通过获得，我们希望其中一个量不变，通过另外一个量的变化，来反映C的变化，选择Q不变，还是U不变？ 学生分析：如果选择U不变，Q的测量相对比较麻烦 ，所以选择Q不变来测量U。图4老师分析：我们会选择Q不变来测量U，我们将电容器从电路当中独立出来，这样电荷无法流走，Q保持一定，但是在这里我们不用电压表或者电压传感器来测量，我们会用一种叫静电计的机器来测量（如图4）。 张角张大，说明U增大，张角减小，说明U减小实验验证：a.改变两极板的正对面积S 现象：S越大，偏角越小，说明静电计指出的电势差U越小，电容越大b.改变两极板间的距离d现象：d越小，偏角越小 说明静电计指出的电势差U越小，电容越大c.保持Q、S、d都不变，插入电介质现象：偏角越大，说明静电计指出的电势差U越小，电容越大说明电介质的插入，平行板电容器的电容会增大UC结论d变大C与距离成反比d变小S变大C与正对面积成正比 S变小插入介质插入介质，C增大得出结论：影响平行板电容器的电容大小的因素：正对面积S,板间距离d,电介质 公式 +-五、常见电容器的介绍（1）介绍固定电容器：纸质电容器 电解电容器（2）介绍可变电容器：作业：学案第九节 带电粒子在电场中的运动教学目标：带电粒子的运动问题是高考的一个考查热点，本节课主要是复习带电粒子在电场中的运动，通过例题的讲解和习题的训练，要求学生能将力学中的研究方法，灵活地迁移到电场中，分析解决力、电综合问题教学重点：带电粒子在电场中的运动规律情景设置：带电粒子在电场中的运动，实质是力学问题，题目类型依然是运动电荷的平衡、直线、曲线或往复振动等问题解题思路一般地说仍然可遵循力学中的三条基本思路：牛顿运动定律、动能定理或功能关系、动量定理和动量守恒定律在此列举近几年的一些高考试题，可看出高考对这部分内容的知识要求和能力要求解题方法指导：带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学知识，对带电粒子进行受力分析时要注意以下两点： 电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关，还与带电粒子的电量和电性有关；在匀强电场中，同一带电粒子所受的电场力处处是恒力；在非匀强电场中，同一带电粒子在不同位置所受的电场力的大小和方向都有可能不同 是否考虑重力要依据具体情况而定：微观粒子（电子、质子、粒子等）除有说明或明确的暗示以外，一般不考虑重力（但不忽略质量）；带电微粒（油滴、尘埃等）除有说明或明确的暗示外，一般都不能忽略重力例 图所示的真空管中，质量为m，电量为e的电子从灯丝发出，经过电压加速后沿中心线射入相距为d的两平行金属板、间的匀强电场中，通过电场后打到荧光屏上，设、间电压为，、板长为l1,平行金属板右端到荧光屏的距离为l,求：电子离开匀强电场时的速度与进入时速度 间的夹角电子打到荧光屏上的位置偏离屏中心距离图 4 解析:电子在真空管中的运动过分为三段，从发出在电压作用下的加速运动；进入平行金属板、间的匀强电场中做类平抛运动；飞离匀强电场到荧光屏间的匀速直线运动设电子经电压加速后的速度为v1，根据动能定理有：电子进入、间的匀强电场中，在水平方向以v1的速度做匀速直线运动，竖直方向受电场力的作用做初速度为零的加速运动，其加速度为：电子通过匀强电场的时间电子离开匀强电场时竖直方向的速度vy为：电子离开电场时速度v2与进入电场时的速度v1夹角为（如图）则电子通过匀强电场时偏离中心线的位移图电子离开电场后，做匀速直线运动射到荧光屏上，竖直方向的位移电子打到荧光屏上时，偏离中心线的距离为说明：带电粒子经一电压加速后，垂直进入偏转电场，其偏转角度与带电粒子的质量m、电量q无关，这个结论很有用，同学们一定要熟记带电粒子在偏转电场中的偏转位移即带电粒子好像是从电场的中点发出来例一个质量为m，带电量为q的小物体，可在倾角为的绝缘斜面上运动，斜面底端的高度为h，整个斜面置于匀强电场中，场强大小为E，方向水平向右，如图所示小物体与斜面的动摩擦因数为，且小物体与档板碰撞时不损失机械能求：为使小物体能从静止开始沿斜面下滑，、q、E、各量间必须满足的关系小物体自斜面顶端从静止开始下滑到停止运动所通过的总路程S图解析：小物体受到重力、电场力、斜面的支持力和摩擦力的作用，如图所示，建立如图所示的坐标由牛顿运动定律有：x方向： y方向： 小物体能从静止开始沿斜面下滑的条件是：小物体沿斜面的加速度a0，斜面对物体的支持力，则由以上几式可得：图小物体与挡板数次碰撞反复滑行后，最终将停在档板处，此过程中，重力对小物体做功mgh，电场力做功qEhctg，小物体克服摩擦力所做的功与总路程有关为fS，由动能定理有：由两式可得解得小物体通过的总路程说明：此题是带电粒子在电场中运动的扩展带电体在电场中的运动，属于力、电综合的典型题目例如图所示，在匀强电场中一带正电的小球以某一初速度从绝缘斜面上滑下，并沿与斜面相切的绝缘圆轨道通过最高点已知斜面倾角为300, 圆轨道半径为，匀强电场水平向右，场强为，小球质量为m，带电量为，不计运动中的摩擦阻力，则小球至少应以多大的初速度滑下？在此情况下，小球通过轨道最高点的压力多大？图图解析：小球的受力如图所示，从图中可知：，所以带电小球所受重力和电场力的合力始终垂直于斜面，小球在斜面上做匀速直线运动，其中把小球看作处于垂直斜面向下的等效力场F中，等效力加速度，小球在点的速度最小，为，由功能关系可得：此即为小球沿斜面下滑的最小速度设点的速度为vc，则小于球通过最高点时，向心力由重力和轨道压力提供，因而有：说明：本题应用的等效力场的方法，是一种常用的解决力、电综合题的分析方法，要求同学熟练掌握第二章、恒定电流2.1、导体中的电场和电流（1课时）一、教学目标（一）知识与技能1让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立2知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量-电流3从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。（二）过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。（三）情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。三、重点与难点：重点：理解电源的形成过程及电流的产生。难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立