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文档简介

1、教学设计第一节、电荷及其守恒定律 教学目标 重点:电荷守恒定律 难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题;教学过程:【板书】第一章 静电场 复习中学学问:【板书】自然界中的两种电荷 正电荷和负电荷: 把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示 把用毛皮摩擦过 的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示电荷及其相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引(二)进行新课:第 1 节、电荷及其守恒定律【板书】电荷(1)原子的核式结构及摩擦起电的微观说明 构成物质的原子本身就是由带电微粒组成;原子:包括原子核(质子和中子)和核外电子;(2)摩擦起电的缘由:不同物质

2、的原子核束缚电子的才能不同实质:电子的转移结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷P3 (3)金属导体模型也是一个物理模型 用静电感应的方法也可以使物体带电【演示】:把带正电荷的球 C移近彼此接触的异体 A,B参见课本图 1.1 1 可以看到 A,B 上的 金属箔都张开了,表示 A,B 都带上了电荷假如先把 C移走, A 和 B 上的金属箔就会闭合假如 先把 A和 B分开,然后移开 C,可以看到 A 和 B 仍带有电荷;假如再让 A 和 B 接触,他们就不再带 电这说明 A和 B分开后所带的是异种等量的电荷,重新接触后等量异种电荷发生中和【板书】(4)、静电感应:把电荷移近不带电的异体,可以

3、使导体带电的现象;利用静电感应使物 体带电,叫做感应起电提出问题:静电感应的缘由?带领同学分析物质的微观分子结构,分析起电的本质缘由:把带电的球 C移近金属导体 A 和 B 时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使导体上的自由电子被吸引过来,因此导体 A 和 B 带上了等量的异种电荷 感应起电也不是制造了电荷, 而是使物体中的正负电荷分开,是电荷从物 体的一部分转移到另一部分;得出电荷守恒定律【板书】 2、电荷守恒定律:电荷既不能制造,也不能毁灭,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另一种表述: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; 引导同学

4、分析问题与练习 3 3元电荷电荷的多少叫做电荷量符号:Q或 q 单位:库仑符号: C 元电荷 : 电子所带的电荷量,用e 表示 . 留意:全部带电体的电荷量或者等于 物理量;电荷量 e 的值: e=1.60 10-19C e,或者等于 e 的整数倍;就是说,电荷量是不能连续变化的比荷:电子的电荷量e 和电子的质量 me的比值 , 为e1. 761011C/m e教学目标其次节、库仑定律( 1 课时)重点:把握库仑定律 难点:会用库仑定律的公式进行有关的运算 教学过程:(一)复习上课时相关学问(二)新课教学【板书】- 第 2 节、库仑定律 提出问题:电荷之间的相互作用力跟什么因素有关?【演示】:

5、带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向使同学通过观看分析出 结论 参见课本图 1.2 1 【板书】:1、影响两电荷之间相互作用力的因素:1距离 2电量2、库仑定律跟它们的距离的二次方成反比作用力内容表述: 力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比,的方向在两个点电荷的连线上公式:Fkq 1q2r2静电力常量 k = 9.0 109N m2/C2 适用条件:真空中,点电荷抱负化模型【介绍】:(1)关于“ 点电荷” ,应让同学懂得这是相对而言的,只要带电体本身的大小跟它们之 间的距离相比可以忽视, 带电体就可以看作点电荷 严格地说点电荷是一个抱负模型,实际上是不存在的 这里可以引导

6、同学回忆力学中的质点的概念简洁显现的错误是: 只要体积小就能当点电荷,这一点在教学中应结合实例予以订正 (2)要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空,也可近似地用于气体介质, 对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向同学多作说明,只能简洁地指 出:为了排除其他介质的影响,将试验和定律约束在真空的条件下扩展:任何一个带电体都可以看成是由很多点电荷组成的定律用矢量求和法求合力任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑利用微积分运算得:带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷静电力同样具有力的共性,遵循牛顿第三定律,遵循力的平行四边形定就【板书】:3、库仑扭秤试验( 1785 年,法国物理学家库仑)【演

7、示】:库仑扭秤 模型或挂图 介绍:物理简史及库仑的试验技巧试验技巧:(1)小量放大(2)电量的确定【例题 1】:试比较电子和质子间的静电引力和万有引力已知电子的质量 m1=9.10 10-31kg,质子的质量 m2=1.67 10-27kg电子和质子的电荷量都是1.60 10-19C分析:这个问题不用分别运算电子和质子间的静电引力和万有引力,而是列公式,化简之后, 再求解解:电子和质子间的静电引力和万有引力分别是 F 1F 1= kQ1 Q2,F 2= Gm1m2,F 1F 2=kQ1Q21039r2r2Gm1m2=9.010916010191601019= 2.3F 26.6710119 1

8、010311671027可以看出,万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相像,表述的都是力,这是相同之处; 它们的实质区分是:第一万有引力公式运算出的力只能是相互吸引的力,绝没有相排斥的力其次, 由计 算结果看出, 电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多,因此在争论微观带电粒子 间的相互作用时,主要考虑静电力,万有引力虽然存在,但相比之下特别小,所以可忽视不计【例题 2】:详见课本 P9 说明:1点电荷是一种抱负化的物理模型,这一点应当使同学有明确的熟悉2通过本书的例题,应当使同学明确地知道,在争论微观带电粒子的相互作用时为什么可以忽视 万有引力不计3在用库仑定律进行运算时,要用电荷

9、量的肯定值代入公式进行运算,然后依据是同种电荷,仍 是异种电荷来判定电荷间的相互作用是引力仍是斥力4库仑扭秤的试验原理是选学内容,但考虑到库仑定律是基本物理定律,库仑扭秤的试验对检验 库仑定律具有重要意义,所以期望老师介绍给同学,可利用模型或挂图来介绍教学目标第三节、电场电场强度( 2 课时)重点:电场强度的概念及其定义式 难点:对电场概念的懂得、应用电场的叠加原理进行简洁的运算 教学过程(二)新课教学 -第 3 节电场电场强度1、电场:启示同学从哲学角度熟悉电场,懂得电场的客观存在性, 不以人的意识为转移, 但能为人的意识所 熟悉的物质属性 利用课本图 145 说明:电荷 A 和 B 是怎样

10、通过电场与其他电荷发生作用电荷A 对电荷 B 的作用,实际上是电荷A 的电场对电荷 B 的作用;电荷 B对电荷 A的作用,实际上是电荷 B的电场对电荷 A的作用(1)电荷之间的相互作用是通过特别形式的物质电场发生的,电荷的四周都存在电场. 特别性:不同于生活中常见的物质,看不见,摸不着,无法称量,可以叠加. 物质性:是客观存在的,具有物质的基本属性质量和能量. (2)基本性质:主要表现在以下几方面引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样 . 电场能使引入其中的导体产生静电感应现象 . 当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做

11、功,这表示电场具有能量 . 可见,电场具有力和能的特点提出问题:同一电荷 q 在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同,这是什么因素造成的?引出电场强度的概念: 由于电场具有方向性以及各点强弱不同,所以造成同一电荷 q 在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同,我们用电场强度来表示电场的强弱和方向2、电场强度 E :由图 1.2-1 可知带电金属球四周存在电场; 且从小球受力情形可知, 电场的强弱与小球带电和位置有关;引出摸索电荷和场源电荷(1)关于摸索电荷和场源电荷- - (详见 P12)留意:检验电荷是一种抱负化模型, 它是电量很小的点电荷, 将其放入电场后对原电场强度无影响指出:

12、虽然可用同一电荷 q 在电场中各点所受电场力 F 的大小来比较各点的电场强弱, 但是电场力F 的大小仍和电荷 q 的电量有关,所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱试验说明:在电场中的同一点, 电场力 F 与电荷电量 q 成正比,比值 F/q 由电荷 q 在电场中的位置所打算, 跟电荷电量无关,是反映电场性质的物理量,所以我们用这个比值(2)电场强度F/q 来表示电场的强弱定义: 电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量 q 的比值,叫做该点的电场强度, 简称场强用 E表示;公式(大小):E=F/q (适用于全部电场)单位:提出问题:电场强度是矢量,怎样表示电场的方向呢?N/C 意义

13、P13 方向性:物理学中规定,电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同指出:负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反带领同学争论真空中点电荷四周的电场,说明争论方法:将检验电荷放入点电荷四周的电场中某点,判定其所受的电场力的大小和方向,从而得出该点场强 唯独性和固定性电场中某一点处的电场强度 E是唯独的,它的大小和方向与放入该点电荷 q 无关,它打算于电场的源电荷及空间位置,电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关 . 带领同学总结出真空中点电荷四周电场的大小和方向在此过程中留意引导同学总结公式 E=F/q和 E=kQ/r2 的区分及联系3、(真空中)点电

14、荷四周的电场、电场强度的叠加(1)点电荷四周的电场大小: E=kQ/r2 (只适用于点电荷的电场)方向:假如是正电荷,E 的方向就是沿着 PQ的连线并背离 Q;假如是负电荷: E的方向就是沿着 PQ的连线并指向 Q 参见课本图 147 说明:公式 E=kQ/r2 中的 Q是场源电荷的电量, r 是场中某点到场源电荷的距离 从而使同学懂得:空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离打算的,与检验电荷无关提出问题:假如空间中有几个点电荷同时存在,此时各点的场强是怎样的呢?带领同学由检验电荷所受电场力具有的叠加性,分析出电场的叠加原理(2)电场强度的叠加原理:某点的场强等于该点四周各

15、个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢 量和先分析方法( P13-14)后举例:先在同始终线再不在同始终线;例如:课本图 1.3-3 中 P点的场强,等于 Q1在该点产生的场强 E1 和 Q2在该点产生的场强 E2 的 利用点电荷场 矢量和 从而使同学进一步懂得到, 任何带电体都可以看做是有很多点电荷组成的强的运算公式及叠加原理就可以运算出其四周各点场强 组织同学争论课本中的【说一说】 ,由同学争论后归纳:(1)关于静电平稳( 2)静电平稳后导体内部电场的特点:处于静电平稳状态的导体,内部的场强到处为零(留意:这时的场强是合场强,即外电场和感应电场的叠加)处于静电平稳状态的导体,电荷只分布在导体

16、的外表面上;4、电场线(1)电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向;(2)电场线的基本性质电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向 . 电场线的疏密反映电场强度的大小 疏弱密强 . 静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远 . 它不封闭,也不在无电荷处中断 . 任意两条电场线不会在无电荷处相交 包括相切 介绍各种点电荷电场线的分布情形;【演示】模拟电场线指出:电场线是为了形象描述电场而引入的,电场线不是实际存在的线;5、匀强电场1 定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场 .2 匀强 如,两等大、正对电场的

17、电场线:是一组疏密程度相同 等间距 的平行直线 . 例且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘邻近外,就是匀强电场. 如图 14.3-1. 常见电场的电场线电场电场线图样简要描述正点电荷发散状负点电荷会聚状等 量 同 号 电 相斥状荷等 量 异 号 电 相吸状荷匀强电场 平行的、等间距的、同向的直线说明1电场强度是表示电场强弱的物理量,因而在引入电场强度的概念时,应当使同学明白什么是电场的强弱, 同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的,所受电场力大的点, 电场强 2应当使同学懂得为什么可以用比值 F/q 来表示电场强度,知道这个比值与电荷 q 无关,是反映电场性质的物理量

18、用比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法,应结合同学前面学过的类似的定义方法,让同学领悟电场强度的定义3应当要求同学准确地懂得 E=F/q 和 E=kQ/r2这两个公式的含义,以及它们的区分和联系4应用电场的叠加原理进行运算时不应过于复杂,一般只限于两个电场叠加的情形通过这种运算,使同学懂得场强的矢量性 5电场线是为了形象 描述电场而引入的,电场线不是实际存在的线; 1.4 电势能和电势【教学目标】【教学重点和难点】 1重点 懂得把握电势能、电势、等势面的概念及意义;2难点 把握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题;一、静电力做功的特点结合课本图 1;4-1 (右图)分析摸索电荷 同路

19、径从 A运动到 B电场力做功的情形;q 沿直线从 A 到 B q 沿折线从 A 到 M、再从 M到 B q 沿任意曲线线 A 到 B 结果都一样即: W=qELAM =qELABcosq 在场强为 E 的均强电场中沿不与重力做功类比, 引出结论: 静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关,与电荷经过的路 径无关;拓展:该特点对于非匀强电场中也是成立的;二、电势能 查找类比点:力做功只与物体位置有关,而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢?属于什么 能?(移动物体时重力做的功与路径无关同一物体在地面邻近的同一位置才具有确定的重力势能;)摸索:静电力做功也与路径无关,是否隶属势能?我们可以给它

20、一个物理名称吗?1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,这种势能我们叫做电势能;电势能用 Ep表示;【摸索与争论】假如做功与路径有关,那能否建立电势能的概念呢?2争论:静电力做功与电势能变化的关系通过学问的类比,让同学能从中感受到新学问的得出也可以通过已有猎取;静电力做的功等于电势能的变化;功是能量变化的量度;电场力做多少功,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,而他们总量保持不变; WAB( EpBEpA)EpAEP 【摸索争论】对不同的电荷从 A运动到 B的过程中,电势能的变化情形:正电荷从 A运动到 B做正功,即有 WAB0,就

21、EpAEpB,电势能削减;(1)正电荷顺着电场线的方向其电势能逐步削减;负电荷从 A 运动到 B 做正功,即有 WABEpB,电势能增加;(2)负电荷顺着电场线的方向其电势能逐步降 低;对此分析得出:电势能为系统全部,与重力势能相类似;3求电荷在某 点 处具有的电势能问题争论:在上面争论的问题中,请分析求出A点的电势能为多少?同学摸索后无法直接求出,不妨就此鼓励同学,并提出类比方法;类比分析:如何求出 A点的重力势能呢?进而联系到电势能的求法;就 EpAWAB (以 B为电势能零点)电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置撕所做的功;4零势能面的挑选通常把电荷离场源电荷无限远处

22、的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零;拓展:求电荷在电场中 A、B两点具有的电势能高低;将电荷由 A点移动到 B点,依据静电力做功情形判定;如静电力做功为正功,电势能削减,电荷在 A点电势能大于在电势能增加,电荷在 A点电势能小于在 B点的电势能B 点的电势能;反之静电力做负功,弄清正、负电荷在电场中电势能的不同特点,判定其做功特点再进行判定;通过对不同内容的拓展, 引导同学能通过自己对不同事例的分析,解,同时能正确熟悉到在分析问题时仍应当摸索问题的不同侧面,知道对问题考虑的全面性有所了 达到对问题的全面解决; 提高思维的深度和发散才能,达到对物理学习全面化的探究要求;三、电

23、势:通过争论电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出;参阅P20 图 1;4-3 (1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势;用 表示;E p标量,只有大小,没有方向,但有正负;(2)公式:q(与摸索电荷无关) (3)单位:伏特(V)(4)电势与电场线的关系:电场线指向电势降低的方向;电势顺线降低;顺着电场线方向,电势越来越低;与电势能相像, 我们知道 Ep有零势能面,因此电势也具有相对性;引导同学得出:应当先规定电场中某处的电势为零,然后才能确定电场中其他各点的电势; (5)零电势位置的规定:电场中某一点的电势的数值与零电势的挑选有关,即电势的数值打算于零电势

24、的挑选;因此电势有正负之分, 是由于其零电势的挑选打算; 通常以大地或无穷远默认为零;与零电势能的位置规定是否有相像之处呢?摸索与争论:参看书上的问题进行摸索与争论,然后摸索如是四、等势面在地理课上常用等q 当做负电荷来进行争论,其结果是否一样呢?高线来表示地势的高低;今日我们学习了电势的学问后,那我们可以用什么来表示电势的高低呢?同学:在电场中常用等势面来表示电势的高低;1等势面:电场中电势相同的各点构成的面;查找等势面:找正点电荷和带电平行金属板中的等势面;观看挂图,从中查找不同电场中等势面的 不同和相同点,进行合理猜想;2等势面与电场线的关系在同一等势面 上各点电势相等,所以在同一等势面

25、上移 动电荷,静电力不做功;WABEpAEPbq Aq B 0 争论:什么情形下会显现力做功为零的情况?引导分析得出: Fv 即跟电场强度的方向垂直; 引导同学用反证法达到证明的目的,加深电场线跟等势面肯定垂直,对学问点的应用;而沿着电场线的方向,电势越来越低;归纳总结可得出:电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面;如两个相邻的等势面间的电势之差是相等的,就能得 到书上图 145 的图形;观看图形或挂图,结合电场线的特点,可得出结论;等势面越密,电 场强度越大;等势面不相交、不相切;3应用等势面:由等势面描画电场线方法:先测绘出等势面的外形和分布,再依据电场线与等势面的关系

26、,绘出电场线的分布,于是我们就知道电场的情形了;布置作业: P22 1、2、3、7 第五节、电势差 教学目标:教学重点应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功;归纳推理法、讲授法教学难点应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功;教学过程:(一)引入新课老师:上节课我们学习了静电力做功的特点,从静电力做功的角度学习了电势能和电势的概念;下面简要回忆一下上节课学习的内容;(1)静电力做功的特点: (同学回答)(2)电势:电场中某一点,电荷的 _,叫做这一点的电势;电势是个相对的量,某点的电势与 _的选取有关; 因此电势有正、负,表示该点电势比零电势点高仍是低;通 常把 _的电势规定为零;老师:电场

27、中两点间电势的差值,叫做电势差;那么, 电势差与静电力做功和电荷的电势能之间有 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、电势差与电势的关系 老师活动:引导同学推导电势差与电势的关系式设电场中A 点的电势为A ,B 点的电势为B ,就有UABAB或者表示成UBABA明显UABUBA争论:(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 的哪个概念相像?2、静电力做功与电势差的关系 老师活动:引导同学推导静电力做功与电势差的关系式电荷 q 从电场中 A点移到 B点,

28、由静电力做功与电势能变化的关系可得:WABEPAEPB由电势能E P与电势的关系q可得:EPAqA;EPBqB所以:WABqAB即WABqUAB或UABWAB争论: UAB由什么打算?由WAB、q 打算吗? WAB由 q、UAB打算吗?同学答 UAB仅qW AB由电荷移动的两位置 A、B 打算,与所经路径, WAB、q 均无关,但可由 UAB=q 运算 UAB,而 WAB却由 q,UAB打算;这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到;引导同学得出电势差 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

29、势差的单位:伏特符号 V 1V=1 J/C 而电势差是标量;点评:知道了电场中两点的电势差, 就可以很便利地运算在这两点间移动电荷时静电力做的功,不必考虑静电力和电荷移动的路径; 例题 1 (教材 24 页)老师引导同学分析、求解;培育同学对概念的懂得才能和分析解决问题的才能;例题之后老师要帮忙同学准时总结点评:在应用公式UABWAB或WABqUAB时,对各物理量的符号的处理方法:q运算时将各量的正、负号代入公式,并依据结果的正、负号进行判定;(三)课堂总结:电场中两点的电势差,由电场本身的初、末位置打算,与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少无关在确定的电场中,即便不放入电荷,任何两

30、点间的电势差都有确定的值,不能认为UAB与 WAB成正比,与 q 成反比只是可以利用WAB、q 来测量 A、B两点电势差 UAB电场力做功 WqU功的大小对给定的电荷来说与其运动路径无关,仅由起始和终了位置的电势差 有关,此公式适用于一切电场课余作业:书面完成 P25“ 问题与练习” 第 1、2 题;摸索并回答第 3 题;第六节、电势差与电场强度的关系 教学目标:教学重点 U=Ed 及其成立条件;教学难点电势与场强无直接的关系;会用关系式U=Ed进行有关的运算;教学方法分析归纳法;教学用具:多媒体帮助教学设备教学过程(一)引入新课提问你学过哪些描述电场性质的物理量?同学答电场的两大性质:力的性

31、质,由电场强度描述,可用电场线形象表示;能的性质:由电势、电势差描述,可用等势面形象表示;提问等势面有哪些特点?同学答等势面的特点: 沿等势面移动电荷电场力不做功;等势面与电场线垂直,且电场线 从高电势指向低电势;任两个等势面不相交;过渡既然场强、电势、电势差都描述电场的性质,它们之间肯定存在关系、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 老师:场强与电势差也无直接关系吗?如何进行争论呢?同学摸索后分析可仍从电场的等势面和电场线的分布图争论:. 由图 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 知,电场线密处,等

32、势面也密,即场强大处,电势差也大 . 老师:场强与电势差有何定量关系?引导同学争论在匀强电场中它们间的关系 . 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,你可以用几种方法运算电场力所做的功?(1)WFdqEd (2)WqU 即得: UEd 或 E Ud 如 A、B不在同一条电场线上:如右图依据电势差的定义式,得WABqEABEABUAB=qq用 d 表示 A、B 在场强方向上的距离AB ,就上式可写为:UAB =Ed 师生互动,得出总结结论:匀强电场中两点间 的电势差等于电场强度与这两点沿

33、电场方向的距离的乘积;老师:上式是在匀强电场中推出的,它适用于非匀强电场吗?同学:摸索、争论后回答:不适用;由于在非匀强电场中,电荷从为变力, W电场不能写成 Fs. 电场强度与电势差的关系:UAB =Ed 注:只适用于匀强电场 d:沿电场方向的距离A移至 B的过程中,受的电场力问题 由 UAB=Ed,得到:EUAB,这个式子表示什么含义?从式子中可看出E的单位是什么?d同学答在匀强电场中,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EUAB,可得 E 的单位为 V/m,即 1 V/m=1 N/C;d引导同学推导 1 V/m=1 N/C 1 V/m=1AJm1CJm1NsC(三)实例

34、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,就此电场的电场强度多大?【例 2】如下列图,在场强为E4.0 103 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;解析: A、B连线不沿电场方向,不能直接用公式UABEd运算 A、B 两点间的电势差;依据匀强电场的等势面是与场强方向垂直的平面这一性质,可过 B点作一等势面, 在等势面上找一点B,使 A、B的连线沿场强方向,求 U A B 即可 . 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

35、行线,二者交于 B 点,如图,3 3明显 B B , U AB U A B U AB E A B E AB cos 30 4 0. 10 0 . 052 N/C=1.7 102 N/C(四)课堂总结:一、电势差与电场强度的关系:U=Ed 只适用于匀强电场d:沿场强方向的距离二、有关于运算场强的三个公式:EkQ(只适用于点电荷)EU场)EF( 适 用 于 任 何 电 场 )r2d( 只 适 用 于 匀 强 电q课余作业书面完成 P27“ 问题与练习” 第 1、2、3 题;摸索并回答第 4 题;第七节、静电现象的应用教学目标重点难点重点:静电现象的应用难点:静电感应现象的说明教具 高压起电机、多媒

36、体 教学过程 一、静电平稳的特点 1、处于静电平稳状态下的导体, 内部的场强到处为零; 2、处于静电平稳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稳状态, 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、阅读课本明白本节内容,并回答以下问题: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?避雷针的进展历史是怎样的?5、静电有哪些应用? 6 、哪些地方应当防止静电?二、利用试验和录像教学:高压起电机、电荷分布演示器、静电

37、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存了电荷,且放电时显现火花的放电现象;接 地放电是指为了防止物体上过量积存电荷,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; 避雷针的进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、危急制品等地方都必需防止静电;四、练习 1. 如图,在真空中有两个

38、点电荷 A 和 B,电量分别为 Q和 2Q,它们相距 L,假如在两点电荷连 线的中点 O有一个半径为 r(2r L)的空心金属球, 且球心位于 O点,就 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 、电容器与电容(1 课时)教学目标 重点:把握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容;难点:电容器的电容的运算与应用 教具预备:常见的电容器示教板 , 带电羽的平行板电容器 , 静电计 , 介质板 , 感应起电机 , 电线 教学过程:(一)复习前面相关学问 要点:场强、电势能、电势、电势差等;(二)新课教学 -第七节 、电容器

39、与电容展现各种电容器 . 并做说明 : 这是一种能容纳电荷的容器容纳电荷本事的物理量电容电容器, 今日我们来学习它电容器以及描述它构造:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器;电容器的充电、放电操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,了等量的异种电荷;这个过程叫做充电;现象:从灵敏电流计可以观看到短暂的充电电流;另一个极板与负极相连, 两个极板上就分别带上 充电后 , 切断与电源的联系 , 两个极板间有电场存在, 充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中, 称为电场能 . , 电容器就不带电了 , 这个过程操作 : 把充电后的电容器的两个极板接通, 两极板上的电荷相互中和叫放电

40、 . 现象 : 从灵敏电流计可以观看到短暂的放电电流. 放电后 , 两极板间不存在电场 , 电场能转化为其他形式的能量 . 提问 : 电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么 .待同学争论后总结如下 : 【板书】充电带电量 Q增加, 板间电压 U增加, 板间场强 E 增加, 电能转化为电场能放电带电量 Q削减, 板间电压 U削减 , 板间场强 E 削减 , 电场能转化为电能2、电容与水容器类比后得出;说明:对于给定电容器,相当于给定柱 形水容器,C(类比于横截面积)不变;这是量度式,不是关系式;在 C肯定情形 下, Q=CU,Q 正比于 U;定义:电容器所带的电量 Q与电容器两极板间的电势

41、差 U的比 值,叫做电容器的电容;公式:CQF)和皮法( pF) 1F=10-6F=10-12pF U单位:法拉( F)仍有微法(4)电容的物理意义 : 电容是表示电容器容纳电荷本事的物理量,是由电容器本身的性质 (由导体大小、外形、相对位置及电介质)打算的, 与电容器是不是带电无关. , 把它的3、平行板电容器的电容(1) 演示 感应起电机给静电计带电(详参阅P29图 1;7-4 )说明 : 静电计是在验电器的基础上制成的, 用来测量电势差 . 把它的金属球与一个导体相连金属外壳与另一个导体相连, 从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U. 现象 : 可以看到 : 保持 Q和 d 不变

42、, S 越小 , 静电计的偏转角度越大 , U 越大 , 电容 C越小;保持 Q和 S不变, d 越大,偏转角度越小, C越小. 保持 Q、d、S 都不变 , 在两极板间插入电介质板 , 静电计的偏转角度并且减小, 电势差 U 越小电容 C增大 . (2)结论 : 平行板电容器的电容C与介电常数 成正比 , 跟正对面积 S 成正比 , 跟极板间的距离 d成反比 . 平行板电容器的打算式:真空C4S介质C4rSkdkd4、常用电容器(结合课本介绍P30)(三)小结:对本节内容要点进行概括(四)巩固新课: 1、引导同学完成问题与练习; 2、阅读教材内容;第九节 、带电粒子在电场中的运动(2 课时)

43、教学目标 重点:带电粒子在电场中的加速和偏转规律 难点:带电粒子在电场中的偏转问题及应用;教学过程:(一)复习力学及本章前面相关学问要点:动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等;(二)新课教学 1带电粒子在电场中的运动情形(平稳、加速和减速)如带电粒子在电场中所受合力为零时,即F0 时,粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态;例 :带电粒子在电场中处于静止状态,该粒子带正电仍是负电 . 分析:带电粒子处于静止状态,F0,qE mg,由于所受重力竖直向下,所以所受电场力必为竖直向上;又由于场强方向竖直向下,所以带电体带负电;如 F 0(只受电场力)且与初速度方向在同始终线上,带电粒子将做加速或减速直线运动; 变速直线运动 打入正电荷(右图) ,将做匀加速直线运动;设电荷所带的电量为 q,板间场强为 E 电势差为 U,板距为 d, 电荷到达另一极板的速度为 v,就电场力所做的功为:WqUqEL2对恒力)粒子到达另一极板的动能为:E k1

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