高中物理 电场全章复习课2教案 人教版第二册.doc

第二课时 静电场的应用举例请学生举例，然后归纳，最后重点讨论以下内容：(1)带电粒子在电场中的平衡问题；(2)带电粒子在电场中的非平衡问题；(3)电容器师生共同分析讨论：(1)平衡问题注意：共点力平衡条件。【例题1】(投影片)用两根轻质细线把两个质量未知的带电小球悬挂起来，a球带电+q，b球带电-2q，且两球间的库仑力小于b球受的重力，即两根线都处于竖直绷紧状态若突然增加一个如图2中所示的水平向左的匀强电场，待最后平衡时，表示平衡状态的图可能是 分析及解答：先要求学生回答对a、b单独分析有时易错可启发，a和b组成的系统为研究对象，进行分析最为简捷正确答案应选D图3为D状态时的受力图，以示验证其余留课后验证(2)非平衡问题【例题2】(投影片)把一个带正电荷q的小球用细线悬挂在两块面积很大的竖直平行板间的O点小球质量m=2g，悬线长L=6cm，两板间距离d=8cm当两板间加上U=2103V的电压时，小球自悬线水平的A点由静止开始向下运动到达O点正下方的B点时的速度刚好为零如图4所示以后一直在A、B 间来回摆动(取g=10m/s2)求：（1）小球所带的电量（2）摆动过程中小球的最大速度分析及解答：首先留给学生一定时间分析思考；然后可组织学生互相讨论启发，以寻找解答本题的初步思路；最后由教师归纳学生的多种思路，进行合理评价，提出正确方案（1）取小球作研究对象重力mg竖直向下，电场力Eq水平向左，绳的拉力T当小球由A向B运动过程中，重力mg对小球做正功mgL，电场力Eq对小球做负功-EqL，拉力T随时变化，但因拉力T与运动方向垂直，故不做功因此，小球做变速运动起初于A点时速度为零，到达B点速度又是为零根据动能定理W=EK有：mg LEq L0而电场强度E联立两式可得：q810C（2）设在下落角为的C点处小球速度达最大值v，如图5(a)所示因在小球运动过程中，张力为变力，但此张力对小球所做的功恒等于零，故采用功能定理时可不考虑张力对小球自A至C的过程运用动能定理，有mgLsinqEL(1cos)mgsinqEcosqE当mv2/2达极大值时，左式也达极大值如图5(b)所示，在MNO中，mgcosqEsin代入*式，则其左式变为：（sincoscossin）sin（）显然，当+=/2时，左式达极大值，即NMO=tan1(mg/qE)，代入数据，得=/4；再代入上式解得：v0.7m/s引导学生分析总结带电粒子在电场中的平衡问题与平衡问题的解题思路与方法为此，请看下例(投影片)【例题3】一场强E大小未知的水平匀强电场，场强E随时间t变化的情况如图6所示t=0时，一正离子在未知电场中由静止开始运动，经2t1时间，正离子刚好回到最初t=0时的位置，此时它的动能为E，求在0t和t12t1两段时间内，电场力对正离子做的功各是多少？解：处理带电粒子在电场中运动的再一条思路是：从冲量的观点分析带电粒子的运动，运用动量定理的知识，求解带电粒子在电场中运动的问题把上述思路用于本题，在0t1时间内，设正离子的质量为m，受到的电场力大小为F1，发生的位移大小为s，所达到的速度大小为v1，在这段时间t1内，电场力F1对正离子做正功，同时对正离子施以了冲量，据动能定理和动量定理分别有：F1s（1）Ft1=mv1 （2）在t12t2时间内，设正离子受到的电场力大小为F2，回到最初位置时速度的大小为v2，在这段时间内，正离子的位移为-s，与它受到的电场力F2方向相同，故电场力F2对正离子仍做正功，同时对正离子也施以了冲量同理有：F2s （3）Ft2= mv2mv1（4）又据题意：E（5）由式解得：F2=3F1，(F1+F2)s=E，据此两段时间内电场力对正离子做的功分别为：W1F1sE，W2F2sE，从本题还可看出，在运用冲量的观点分析带电粒子在电场中的运动时，往往需要同时运用能量的观点，即同时运用动量定理和动能定理求解带电粒子在电场中运动的问题，对于这一运用特点和思路要注意领会和掌握(3)平行板电容器在单个平行板电容器的问题中，有一些不仅是涉及电容定义式和决定式综合运用的内容，而且还要涉及对两板间电场中的场强、电势、电荷的电势能分析比较的内容，分析处理这类电容器问题的思路要点是：先分析电容器的不变量这里所说的不变量是指：若电容器的两板始终接在电源的正负极上，加在电容器两板间的电压U则是不变的；若电容器充电后与电源分离，电容器所带的电量Q则是不变的由平行板电容器的决定式C分析电容C的变化，再由电容定义式C分析电容器所带电量Q的变化（当U不变时），戒分析电容器两板间电压U的变化（当Q不变时）。分析两板间电场中的场强戒某点P的电热时，由E分析场强E的变化，分析P点电势时，先分析P点与接地极板间电势差UPO=Ed(d为P点到接地极板的距离)的变化，若P点电势高于零电势，再由UPO=UP-UO分析P点电势UP的变化；若P点电势低于零电势，则由UPO=UO-UP分析P点电势UP的变化(请看投影片)【例题4】如图7，平行板电容器充电后与电源分离，上板带负电，下板带正电且与大地相接，在两板间固定着一个负电荷(电量很小)，现将电容器两板水平错开一段距离(两板间距保持不变)，则 A电容器两板间电压变大B电容器两板间的场强变大C负电荷所在处的电势升高D负电荷的电势能变大先组织讨论，然后归纳，根据上述思路，本题中电容器所带的电量Q不变，当电容器两板水平错开时，两极板的正对面积S减小；由电容决定式判知，电容器的电容C变小，再由电容定义式判知，电容器两板由“沿电场线方向电势降低”判知，负电荷所在处的电势低于零电势，故负电荷所在处的电势Uq=-Ed，式中d为负电荷所在处到电容器下板(即电势零点)的距离由此式可判知，随着两板间场强E的变大，负电荷所在处的电势降低，再由“负电荷放于电势低处比放于电势高处电势能大”判知，该负电荷的电势能变大综上可知选项A、B、D正确通过以上问题的分析、讨论，使学生基本能够搞清楚几个主要表达式之间的关系为了进一步说明电容器的电容与相关量的变化规律，还可提出以下问题打出下一个投影片【例题5】如图8所示，当平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度若不改变A、B两极板带的电量而减少两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度 A一定减小B一定增大C一定不变D可能不变首先，组织学生讨论：静电计指针偏转一定角度；不改变A、B板带电量；减少两板间距离；在两板间插入电介质以上内容，各表达了哪些物理量的变化情况？它们之间是如何影响的？学生通过思考，列方程、讨论分析结果，会找出答案，选A将上述内容归纳后看投影片【例题6】如图9所示，把电容为C的电容器接在电压为U的电路中，讨论在下列情况下，电容器的电容、带电量和电势差的变化（1）接通S，使电容器的两极板间距离减为原来的一半（2）S接通后再断开，使电容器两极板的正对面积减为原来的一半首先，请同学思考，然后同桌互相交流启发，最后找两个学生将讨论过程及结果写在黑板上（1）U不变由C1/d，且d=d/2，故C=2C由CQ知，Q=2Q（2）Q不变由CS，且S=S/2，故C=C/2由C1/U知，U=2U最后做课堂小结 （三）布置作业：将课本145页习题（B组）（4）、（5）、（6）做练习本。五、教学说明1本次复习内容，只是做了重点复习内容较多，也有一定难度，建议可用两课时完