人教版物理选修1-1全册教案

高二物理教案

选修1-1

（2016-2017学年度第1学期）

任教学科：高二物理

编写时间：2016年9月

第一章电场电流

第一节电荷库仑定律

教学目标

（一）知识与技能

1.知道两种电荷及其相互作用.知道点电荷量的概念.

2.了解静电现象及其产生原因；知道原子结构，掌握电荷守恒定律

3.知道什么是元电荷.

4.掌握库仑定律，要求知道知道点电荷模型，知道静电力常量，会用库仑定律的公式进行

有关的计算.

（二）过程与方法

2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物

体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。

3、类比质点理解点电荷，通过实验探究库仑定律并能灵活运用

（三）情感态度与价值观

通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质，认识理想化是研究自然

科学常用的方法，培养科学素养，认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用

重点：电荷守恒定律，库仑定律和库仑力

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，库仑定律的理

解与应用。

课时安排2课时

教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球，多媒体课

件

教学过程：

第1节电荷库仑定律

（-）引入新课：

多媒体展示：闪电撕裂天空，雷霆震撼着大地。

师：在这惊心动魄的自然现象背后，蕴藏着许多物理原理，吸引了不少科学家进行探究。

在科学史上，从最早发现电现象，到认识闪电本质，经历了漫长的岁月，一些人还为此付出

过惨痛的代价。下面请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节，了解我们

人类对闪电的研究历史，并完成下述填空：

电闪雷鸣是自然界常见的现象，蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”，是天神对罪恶

的惩罚，直到1752年，伟大的科学家冒着生命危险在美国费城进行了著名的风

筝实验，把天电引了下来，发现天电和摩擦产生的电是一样的，才使人类摆脱了对雷电现象

的迷信。

师强调：以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电，证实

了闪电与实验室中的电是相同的。

雷电是怎样形成的？（大气中冷暖气流上下急剧翻滚，相互摩擦，云层就会积聚电荷，

当电荷积累到一定程度，瞬间发生大规模的放电，就产生了雷电）物体带电是怎么回事？电

荷有哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类应该怎样利用这些规律？这些问题

正是本章要探究并做出解答的。

师：本节课我们重点研究了解几种静电现象及其产生原因，电荷守恒定律

（-）新课教学

复习初中知识：

师：根据初中自然的学习，用摩擦的方法可使物体带电，请举例说明。

生：用摩擦的方法。如：用丝绸摩擦过的玻璃棒，玻璃棒带正电；用毛皮摩擦过的硬橡

胶棒，橡胶棒带负电。

演示实验1:先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，看有什么现象？然后用绸子摩擦玻璃棒

或用毛皮摩擦橡胶棒，再靠近碎纸屑看有什么现象？让学生分析两次实验现象的异同；并分

析原因。

教师总结：摩擦过的物体性质有了变化，带电了或者说带了电荷。带电后，能吸引轻小

物体，而且带电越多，吸引力就越大，能够吸引轻小物体，我们说此时物体带了电。而用摩

擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。

人类从很早就认识了摩擦起电的现象，例如公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书

中就写下了“顿牟掇芥”一语，指的是用玳瑁的壳吸引轻小物体。

后来人们认识到摩擦后的物体所带的电荷有两种:用丝绸摩擦过的玻璃棒的所带的电荷

是一种，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷相互排斥，异种电荷相互

吸引。

一、电荷：

］、自然界中的两种电荷（富兰克林命名）

①把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷.

②把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷.

2、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.

3、电荷量：电荷的多少叫做电荷量.符号：0或。单位：库仑符号：C

“做一做”验电器与静电计

为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少，从18

世纪起，人们经常使用•种叫验电器的简单装置：玻璃瓶内有

两片金属箔，用金属丝挂在一条导体棒的下端，棒的上端通过

瓶塞从瓶口伸出（图甲）。如果把金属箔换成指针，并用金属

做外壳，这样的验电器又叫静电计（图乙）

问：是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时，金属

箔片才开始张开？解释看到的现象？

1、摩擦起电

摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同.特别是离核较远的电子受到

的束缚较小。当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个

物体。

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.得到电子:带负电；失去电子：带正

电问：摩擦起电有没有创造了电荷？

生：没有，摩擦起电是带电粒子（如电子）从一个物体转移到另一个物体。

师：很多物质都会由于摩擦而带电，是否还存在其它的使物体起电的方式？在学习新的

起电方式之前，我们先来学习金属导体模型。

金属导体模型也是一个物理模型P3（动画演示）

自由电子：脱离原子核的束缚而在金属中自由活动.

带正电的离子：失去电子的原子，都在自己的平衡位置上振动而不移动。

2、感应起电

2

【演示】取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们

彼此接触。起初它们不带电，帖在下部的金属箔是闭合的。三二i—“1t—,

①把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A,B（参见2-?1『i"*

课本图1.1—1）.金属箔有什么变化？

实验现象：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.提出静电感应概念：

（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象。

规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷（2）利用静电感应使物体带电，叫做感

应起电.

（3）提出问题：静电感应的原因？

带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：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，使导体靠近带电体的一端带异号电

荷，远离带电体的一端带同号电荷。如上面的这个演示实验中，导体A和B带上了等量的异

种电荷.

【演示】

②如果先把C移走，金属箔又有什么变化？实验现象：A和B上的金属箔就会闭

合.

③如果先把A和B分开，然后移开C,金属箔又有什么变化？

实验现象：可以看到金属箔仍张开，表明A和B仍带有电荷；

④如果再让A和B接触，金属箔又有什么变化？

实验现象：金属箔就会闭合，表明他们就不再带电.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.

问：感应起电有没有创造了电荷？

生：没有。感应起电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••

部分•感应起电也不是创造了电荷。

师：无论是哪种起电方式，其本质都是将正、负电荷分开，使电荷发生转移，并不是创造

电荷.

得出电荷守恒定律.

三、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.

师：电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律之一。

四、元电荷

师：迄今为止，科学家实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所

带的电荷量与它相同，但符号相反。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷。

元电荷：电子所带的电荷量,用e表示。e=1.60X10T9c

注意:迄今为止，发现所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。就是说,

电荷量是不能连续变化的物理量。

第2课时库仑定律

提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素

有关？

【演示】如图2,先把表面光滑洁净的绝缘导

体放在A处，然后把铝箔包好的草球系在丝线下，

分别用丝绸摩擦过的玻璃棒给导体和草球带上正

3

图

电，把草球先后挂在Pi、P2、P3的位置，带电小球受到A的作用力的大小可以通过丝线对

竖直方向的偏角大小显示出来。观察实验发现带电小球在Pi、P2、P3各点受到的A的作用

力依次减小；再增大丝线下端带电小球的电量，观察实验发现，在同一位置小球受到的A的

作用力增大了。

提问四：电荷间作用力大小跟什么有关？

答：与电荷间距离及电量多少有关，电荷的作用力随着距离的增大而减小，随着电

量的增大而增大。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.

［板书］:1、影响两电荷之间相互.作用力的因素：1.距离.2.电量.

师：电荷间的作用力随电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。这隐约使我

们猜想：电荷间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式呢？也就是说，带电体间的

相互作用力，会不会与它们电荷量的乘积成正比，与它们间距离的二次方成反比？

事实上，电荷间的作用力与引力的相似性早已此起当年一些研究者的注意，卡文迪

许和普里斯特利等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。

然而,，他们也发现，引力与电荷间的力并非完全一样，而且我们上面的实验也仅仅

是定性的，并不能证实我们的猜想。这一科学问题的解决是山法国学者库仑完成的。

【板书】2、库仑定律(1785年，法国物理学家.库仑)

启发与设问：18世纪法国物理学家库仑也研究了这个问题，

他的猜想是FOCQ,FOC—

库仑在前人研究的基础上，先后克服了，困难］电荷量的测量问题和困难二：作用力

的测量问题，用实验研究了电荷之间的作用力，证实了这个猜测，并提出了以下的规律：

库仑定律：(库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认)

(1)内容表述：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小跟它们的电荷量的

乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比.作用力的方向在两个点电荷的连线上

(2)公式：F=k坐

静电力常量A=9.OX1()9N•m2/c2适用条件：真空中，点电荷——理

想化模型

(3)电荷间这种相互作用叫做静电力或库仑力

【教学后记】

4

第二节电场

教学目标

（-）知识与技能

1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形

态.

2.理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道

电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的.

3.认识电场线和电场强度，懂得用电场线、电场强度描述电场，知道匀强电场

（二）过程与方法

通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q

反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。

（三）情感态度与价值观

培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。

重点：电场强度的概念及其定义式

难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算

课时安排2课时

教学过程第一课时

（-）复习上课时相关知识

问：讲出库仑定律的内容及该定律的适用条件？

答：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小跟它们的电荷量的乘积成正比，跟

它们的距离的二次方成反比.作用力的方向在两个点电荷的连线上。适用于真空中，点电荷

师：库仑定律提示了电荷间的相互作用规律。两个电荷不需相互接触，就能产生相互作

用，这种相互作用是靠什么传递的呢？

研究这个问题之前，我们先来回忆一下初中磁体AN磁场N磁体B

所学的磁体之间的相互作用。大家知道两个磁体''

不需相互接触，也能产生相互作用。谁能告诉大家，磁体间的相互是通过什么发生的？

生：磁体周围有一种物质叫磁场，磁体间是通过磁场发生相互作用的。

师：那么电荷周围是不是也有类似的情况呢？科学研究对这一类似的猜想提供了有力的

支持：电荷周围确实也存在着一种物质，叫电场。电荷间的相互作用就是通过电场发生的。

（-）新课教学

第2节电场

一、电场：（法拉第提出）

1、电荷的周围都存在着由它产生的电场。电场是一种物质。（与磁场一样都是物质的一

种形态）

2、基本性质：能对电场中的电荷有力的作用，这个力叫电场力。前面所学的静电力（库

仑力）就是一种电场力。

问题：下面请同学们以电荷A与电荷B间相电荷A电荷B

互作用为例，说明电荷A是怎样对电荷B施加力

的作用的，电荷B又是怎样对电荷A施加力的作

电荷AN电场N电荷B

用的？

生：电荷A和B是怎样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.

3、电荷间的相互作用力通过电场发生

5

师：在本章中，只讨论静止电荷产生的电场，称为静电场。

4、静电场：静止电荷产生的电场.

师：电场明显特征之一是对场中其他电荷具有作用力，因此在研究电场的性质时，可

以从研究电场的力的性质入手。

为了方便研究，我们需要引入几个电荷概念：

2、试探电荷和场源电荷

（1）试探电荷又叫检验电荷，它是电荷量和尺寸都充分小，以致可忽略原来电场的影

响中，同时又能确切地反映它在电场中的位置。因此试探电荷可以看作是电荷量很小的点电

荷，是一种理想化模型，

（2）场源电荷也叫源电荷：产生电场的电荷。

假设我们所研究的电场是由点电荷+Q所产生的，则点电荷+Q就是场源电荷。下面把

电荷量为+q的试探电荷分别放在电场中的A、B、C各处（设n=3r”rB=2rc）,计算电场对

+q的电场力FA,FB、FC。

可以发现，同一试探电荷+q在电场中不同点受到的电场力大小、方向各不相同，且

FC>FB>FA,这能说明什么问题呢？

引导学生答出：同一电荷在电场中不同的位置，所受的电场力大小、方向各不相同。表

明电场中不同位置，强弱不同，方向不同。

继续引导：用怎样的量来表示电场中不同位置的电场强弱与方向呢？刚才，试探电荷q

在不同位置受力不同，那么是否可用电场力来表示电场的强弱呢？

生1：应该可以吧。

生2：不可以，对于电场中的同一位置，若放置一个电荷量较小的小电荷q,其受力就

较小，如以此说明电场中该点较弱，那么若在该位置放置一个电荷量较大的小电荷q',其受

力就会较大，那是否又可以说电场中该点较强，若可以的话，岂不自相矛盾？

生3：……

（此问题，学生可能一下子无法回答，教师可引导，请学生先思考：若将电荷量为+q

的试探电荷1放在C处，所受到的电场力的大小为FC,将电荷量为+10q的试探电荷2放在

A处，所受到的电场力的大小为FA',那么还存在FC>FA‘吗？然‘4

后再做回答。）r//

继续引导：如图2,我们可以在同一位置A引入不同电荷量/'

的试探电荷，受力又有何结果呢？大家来看对比，在距场源Q+石-----,一・B

为r处，分别放入电荷量不同的试探电荷卬、q2>...,由库仑图2

定律得F产警■①，②，……，F产吗工③，可见同

rrr~

一位置不同电荷量的试探电荷受到的力是不等的。显然不能用试探电荷受的力来表示电场的

强弱。前面学生2讲得非常有道理。那么你们再思考一下，我们该用怎样的量来表示电场的

强弱？（目光询问学生）

师：是什么量使不同电荷量的试探电荷受到的力不等呢？

师生共同分析：显然，不是电场本身变化了，而是不影响电场的试探电荷的电荷量。

到底用什么办法来衡量电场强弱呢？

大家注意观察，①，②…③式中二■二4■二…二一2•二

d%Qnr

6

看看上式，我们可发现只要4点位置不变，下与g的比值就不变.F/q=a

r

若位置变了，那么少与。的比值变不变呢？

换到6点，我们把试探电荷放入在6点，看看：仍然有4=绘，

心%q”/

用/q=华，位置变了，那么「与。的比值也变了，但还是只要8点位置不变，尸与g的

比值就不变。

从上面分析看出：场源+0固定，则由它产生的电场的空间分布也固定，对于场中某确

定的点，试探电荷受到的电场力F与试探电荷的电荷量q的比值F/q是一个不变的量，它仅

与。、「有关，与检验电荷无关。现设土=E；引入试探电荷q',则试探电荷q'在该处所

q

受到的电场力F=Eq,E大处，q'所受电场力：也大；E小处，q，所受电场力可也小，

这说明比值E可以反映电场某点的强弱。因此可以用这个比值反映电场的强弱，即电场的力

的性质，物理学上把它称为电场强度，简称场强.

二、电场强度(E)：是一个描述电场强弱与方向的物理量。

(1)定义：电场中某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。

定义式(大小)：E=F/q(适用于所有电场)

师：物理学中常常用比值定义物理量，用来表示研究对象的

某种性质。以往学习过的物质的P=m/v；导体的电阻R=U/I；速

度丫=$/1等物理量都是用比值法来的定义的，它们有共同的特点:

凡是用比值法定义的物理量与比值中的几个物理量无关，则该比值

就应是反映了物质的某种性质。如场强E则是反映了电场的力的性

质。另外比值定义一个新的物理量的同时，也就确定了这个新物理

量与原有物理量之间的关系。

(2)电场强度是由电场本身决定的，它跟电场中是否有试探电

荷、试探电荷的电荷量以及试探电荷受到的电场力均无关。它决定

于电场的源电荷及空间位置。

(3)单位：N/C；其物理意义是电场中某点的电场强度数值

上等于单位电荷(1C)在那里所受的电场力的大小.

提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？

(4)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.

例1如图所示，Q为放在真空中的正点电荷，其电荷量为Q。

求：(1)画出A、B两点的场强方向。

(2)算出A、B两点的场强大小。(给出Q、r)

(请一名学生板演，其他学生自己做)

教师讲评并分析：

(1)场强的大小与方向跟检验电荷的有无、电量、电性没有关系。

(2)场强的大小只由场源电荷和场点到场源的距离来决定。

(3)离场源电荷越近的点场强越大，离场源电荷越远的点场强越小。

7

最后带领学生总结出真空中点电荷周围电场的大小和方向.在此过程中注意引导学生

总结公式E=F/q和E=kQ/r2的区别及联系.

三、（真空中）点电荷周围的电场

1,大小：E-kQ/r2（只适用于真空中点电荷的电场）

说明：公式E=kQ/J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

使学生理解：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决定的，与

检验电荷无关.

2、方向：以Q为中心做一球面。当Q是正电荷，E的方向沿半径向外；当Q是负电荷,

E的方向沿半径向内。

组织学生讨论与思考，由学生讨论后归纳：

m请比较公式E=£和E=华中的q与Q分别表示什么意义？两个公式的适用条件有

qr

何不同？

（2）根据公式E=?可知，场点离场源电荷Q越近，该场点处的场强越大，当r-0时，

r

E-8,显然这是不可能的，那么该如何理解这个问题？

师：在研究磁场时，根据放在磁体周围铁屑的分布，可以画出一条条曲线（磁感线）形

象地描述磁场。前面我们在研究电荷间的相互作用是通过什么发生的问题时通过与磁体间的

相互作用是通过磁场发生的相类比，从而认识到电荷的周围存在山它自身产生的电场。这个

类比的成功足以鼓舞我们对电场的研究也可以用类似的方法。

四、电场线（法拉第首先引入）

1、在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。

这样的曲线就叫做电场线。

同样做出规定：静电场中的电场线从正

电荷出发，终止于负电荷或无穷远；电场线

的疏密程度表示电场的强弱。

师：根据以上电场线的定义，请同学们讨论下面的问题（打出问题）:该如何建立

点电荷的电场线?

+QAB

师：请每一组奇数O♦

排的同学往后转，与偶数排的同学组成一小组，展开讨论。

8

2.电场线的建立

1）单个正、负点电荷的电场线

讨论过程中提醒：我们可以先从单个正点电荷开始研究。

（讨论几分钟后）师：好，回到刚才的问题上央（打下一张幻灯片

师：虚线上A、B、C的场强方向朝哪里的呢？（打出方向）

师：现在，我们要在这个电场中建立一条线——电场线，它能表达出A、B、C三点

的场强情况。那就要使它的切线方向与该点的场强方向一致，这样的线不就是虚线本身

吗？（画出实线）

当然，为了表达切线的方向与场强方向一致，还要给它加上箭头，朝左还是朝右？

对，朝右（打出箭头胃这就是这个正点电荷的一条电场线了。

为了表示各处的场强情况，我们应该画出一系列这样的线条（依次打出另三条，同

时打出另四条＞即形成了点电荷的电场线。

果真如此吗？可以用实验来（稍停）——模拟。

（模拟后〉师:正点电荷的电场线是这样的，那负点电荷的呢？（稍停后，打出

负点电荷的电场线）

师问：为什么这里的箭头是朝里的呢？

生：可以在电场中引入一个正的试探电荷，其所受的电场力方向就向里，也就是电

场强度的方向要向里，这样电场线的切线方向，在这里也就是电场线的方向就能表示出

电场强度的方向了。

2）等量异、同种点电荷的电场线

9

师：从简单到复杂，等量异种点电荷的电场又怎么样呢？

师：请大家，看模拟实验。

（模拟实验后）:它是从正电荷出发终止于负点电荷。刚才，单个正点电荷的电场

线是从正电荷出发到无穷远，单个负点电荷是从无穷远到负电荷。

师：等量同种点电荷的电场线（打出来）,果真如此吗？请看模拟。的确如此。

师：这四种电场的电场线的分布图在课本第9页中都有了，希望同学们能把这几幅

分布图都深深地烙在脑海里。但是，不要忘记，这是平面图，然而，实际的情况是立体

的，下面来看它们的三维情况（打出它们的立体动画）。

（在学生感叹之时）师:这就是对称之美，理性之美，物理之美。在这种美之下，

电场线存在什么样的特点呢？

3、电场线特点

（展开第二次的讨论）师：按刚才的做法，每一组的奇数排同学往后转，与后一排

同学组成一个小组，展开讨论，归纳（用回顾磁感线来引导）。

生：电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致（板书倒

生：电场线的疏密表示了电场的弱强（板书）。

师：静电场中的电场线始于哪里，又到哪里去？

生：如果是单个正点电荷的电场，电场线要从正电荷出发，到无穷远：如果是单个

负点电荷的电场，电场线则要从无穷远终止于负电荷。

师：对。如果既有正点电荷，又有负点电荷的电场线？（稍停顿）

生：从正电荷终止于负电荷。

10

师：且不闭合。

小结：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。

师：不同的电场线在电场中能否相交？请说明理由。

生：电场线不能相交

师：点电荷构成的电场除了上述我们研究的上下、左

右、前后都对称的，其实还有其他的电场。

4、其他电场的电场线

（1）不全对称电场线

师：我们看一下，不等量异种电荷左右就不对称了。所

以电场的分布与场源的电量多少有很大的关系（用多媒体展

图4

示如图4）。究竟有多大关系呢?

（2）匀强电场（线）

实际生活、生产中，两块靠近的有限平行带电板间除

边缘外电场线是系列等间距的同方向的平行的有向直

线。（用多媒体展示如图5）。JJ

图5

师：这能说明什么呢？

生：说明场强的大小相等，方向相同。

师：也就是说，电场中各点场强的大小相等、方向相同,这样的电场叫做匀强电场（板

书）。

根据电场线上述的特点，还可以画出点电荷与带电平板所形成的电场的电场线（用多媒

体展示如图6）。

（三）想一想：

1、点电荷+q放在A、B两点上，所受的电场力FA大还是FB大呢？

2、这一点电荷+q仅在电场力作用下由A点从静止开始运动，那么它将做什么运动呢？

生：初速度为零的匀加速直线运动。+qqE、］凡

x

师：运动轨迹与电场线是不是重合A

的？:

生：重合。:

师：电场线是不是都与点电荷的运动轨迹重合呢？

3、如果电场线水平向右，且要考虑点电荷+q的重力mg,它又将做什么运动呢？它的运

动轨迹又会怎么样？_____________________

师：点电荷所做的又是什么运动？+口qE、41r

生：匀加速直线运动。,

师：对，也是初速度为零的匀加速直线运动。那这时它的、p

运动轨迹与电场线是不是重合的？'

生：不重合。**

师：为什么呢？

生：由牛二得：是一条斜向右下方的直线，而电场线是水平的。

师：可见，电场线是不是运动轨迹呢？

生：不是。

师：当然，假如点电荷q的初速度不同，所受的力不同，点电荷的运动轨迹是不同的，

但是这个电场的电场线不会因为点电荷q的变化而变化。所以，电场线不是运动轨迹（板书）。

（四）本课小结

1、本节课，我们学习了重要的科学研究方法：

用比值法定义物理量

E是用比值法来定义的，E=F/q,以往学习过的物质的P=m/v；导体的电阻R=U/I；

速度V=S/t等物理量都是用比值法来的定义的，它们有共同的特点：凡是用比值法定义

的物理量与比值中的儿个物理量无关，若比值是恒量，则反映了物质某种性质。如场强E

则是反映了电场的力的性质。

2、通过推导真空中正点电荷产生的电场中某点电场强度的计算式，让我们理解了决定

场强大小的真正因素.

3、我们从简单的正点电荷出发，运用我们的智慧，结合摸拟的实验方法，建立起了电

场线。摸拟的方法也是我们化抽象为形象的一种重要方法。

4、通过讨论和理性分析，我们还得出了电场线的特点：

1）疏密表示场强的大小；2）切线方向与该点的电场强度方向一致；

3）从正电荷出发终止于负电荷；

5、当然，我们还要注意：电场线不闭合、不相交、不真实、不是轨迹。

第二节电场强度

一、电场：（法拉第提出）电荷的周围都存在着由它产生的电场。是客观存在的。

1、电荷间的相互作用是通过电场发生的：电荷一电场一电荷

2、基本性质：对场中的电荷有力的作用，这个力叫电场力。前面讲过的库仑力就是电

场力。

二、试探电荷和场源电荷

12

1、试探电荷又叫检验电荷，可以看作是电荷量很小的点电荷，是一种理想化模型，

2、场源电荷也叫源电荷：产生电场的电荷。

三、电场强度：是一个描述电场强弱与方向的物理量，即是一个描述电场的力的性质的物理

量。

1、定义：电场中某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。定义式：E=F/q适用于一切电场。

2、电场强度是由电场本身决定的，跟电场中是否有试探电荷、试探电荷的电荷量以及

试探电荷受到的电场力均无关。它决定于电场的源电荷及空间位置。

3、国际单位：牛/库（N/C）

4、矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向.

5、电场力：F=Eq

四、真空中点电荷Q产生的电场的场强计算公式：E=kQ//,仅适用于真空中场源是点电

荷的电场。

五、电场线：每一点的切线方向都跟场强方向一致

性质：1、疏密表示场强的大小；2、切线方向与该点的电场强度方向一致;

3、从正电荷（或无穷远处）出发终止于负电荷（或无穷远处），不闭合；

4、不相交5、假想的，不真实的；

课堂后记：

13

第三节生活中的静电现象

教学三维目标

（-）知识与技能

1、知道生活中常见的静电现象和现象发生的本质。

2、理解尖端放电的机理，知道避雷针是怎样防止雷击的。了解静电喷漆、静电复印和

静电除尘的原理。

（二）过程与方法

通过与前面知识的结合，理解静电现象发生的本质，从而更好的了解静电的应用和危害。

（三）情感态度与价值观

尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的

价值观。

重点：理解生活中常见的静电现象的实质及意义。

难点：掌握静电现象发生的原理并尝试解释一些静电现象在生产生活中的应用。

教学过程：

（-）复习前面相关知识

回顾：电荷相互作用规律、静电力、电场强度等概念，指出前面我们从力的性质研究电场

提出问题：怎样利用我们所学的知识为人类生产生活造福呢？引入新课。

（二）进行新课

1.尖端放电和防止

［1］结合课本图1.3-1（右图）分析起电机导电杆之间的电

荷是怎样发生放电的？

为什么会在导电杆的两个小球上积聚大量的电荷？

【应用提示】：在生产和生活中，如果有些物体上电荷大

量积累（如油罐车）发生尖端放电会怎样？［后果不堪设想］

［2］应用：油罐车上的放电导链［见下图］

起电机的导电杆放电

雷电现象

与油罐车放电相类比，引出：雷电的防止

2.雷电的防止

雷电现象：由于云层运动时积聚了大量的电荷，在碰到尖端建筑物或其他带电云层时在

瞬间就发生大规模的放电现象，造成对建筑物的破坏，这种现象就叫做雷电现象

雷击现象的防止：避雷针

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2、静电吸引轻小物体的性质应用

口］静电除尘；

［2］静电喷漆；

［3］静电除尘；

（三）小结：对本节内容要点进行概括。

1.生活中常见的放电方式有：

接地放电、火花放电。

2.避雷针是利用火花放电的原理工作的;

而验电器和静电计的上端之所以做成球形是

为了防止这一现象。

3.静电利用的三个典型事例是：静电除尘、

静电喷漆、静电复印。

避雷针在避雷

(a>a电海RWR层

图13-56静电总科层除尘昌结构示意

静电除尘原理

除尘后的烟囱排出水气

高压

电源

课堂后记:

15

第四节电容器

教学三维目标

（-）知识与技能

1、知道什么是电容器及常见的电容器；

2、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；

3、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关；掌握平行板电容器的结构。

（二）过程与方法

结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。

（三）情感态度与价值观

体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。

重点：掌握电容器的概念、定义式及电容器的构成。

难点：电容器的电容的简单计算

教学过程：

（一）复习前面相关知识

要点：库仑定律、电场强度、电源和电流。

（-）新课教学：

展示各种电容器.并做解释:这是•种能容纳电荷的容器，今天我们来学习它——电容器

以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容

1、电容器

（1）定义：电容器是储存电荷的装置。

（2）构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体作为极板，加上两极板间的电介质就

构成了一个电容器。

（2）电容器的充电、放电

操作1：把电容器的••个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板

上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。

操作2：把充电后的电容器的两个极板接通，两极板上的电荷互相中和，

电容器就不带电了，这个过程叫放电.

2、电容器的应用实例

闪光灯，高压圈、交流电路的支流整流等等。

3、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一定情

况下，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差U的比值，叫做

电容器的电容。

公式：。=义

U

单位：法拉（F）还有微法（4F）和皮法（pF）lF=10-6//F=10l2pF

（4）电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质

（由导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的，与电容器是不是带电无关.

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3、常用电容器（结合课本介绍）

（三）课堂练习

1、下列关于电容器的说法正确的是：

A、电容器就是一种能够储存电荷的电学装置

B、电容器是由两个相互平行的极板和加在极板中间的电介质构成的

C、电容器工作时有充电和放电两个过程，电容器的应用主要是利用这两个过程来实现

D、电容的常见单位是微法和皮法，符号是UF和pF

2、电容器常见的应用，说法正确的是：

A、照相机的闪光灯主要是利用电容器发电时产生的瞬间高压来工作的

B、除了应用在照相机上以外，电容器一般不会有什么用处

C、在交流整流电路中，电容器也有它特殊的作用

D、电容器根据电容值可以分为可变电容器和固定电容器

3、关于电容，下列说法错误的是：

A、电容就是描述电容器储存电荷本领大小的物理量

B、电容器的单位是法拉，简称法，符号是F

C、实际上法拉在生活中很难用到，主要是实际的电容太大，而法拉这个单位太小

D、电容器的电容和储存不储存电荷无关，只与自身的因素有关

课堂后记:

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第五节、电源和电流

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，知道描述电流强弱程度的物理量-一电流

2.知道电流的计算公式并会做简单的分析和计算。

（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，电流的计算。

四、教学过程

1.电源：

【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答一电源）

水池A

类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1,水池A、B的

水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力

水池

的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很B

R

快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。

教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢？

让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B

中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。

归纳：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够

不断地把其他形式的能量转变为电能的装置）

2.导线中的电场：

结合课本图1.5-4分析导线中的电场的分布情况。

导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电

场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电

流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净

电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向

的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持

与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。

恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。

3.电流（标量）

（1）概念：电荷的定向移动形成电流。

（2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。

（3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式：/=2

t

（4）单位：安培（A）,1A=103mA=106M

（5）电流的种类

①直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类：其

中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变

的电流叫脉动直流电。

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②交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。

分析课本例题（详见课本，这里略）

4、电动势：

电源将其他形式的能量转化成电能本领大小（或叫做搬运电荷的能力的大小）就叫做电

动势，符号是E,单位是伏特，符号是V.

5、课堂作业:

[1]你能说说他们的电动势么？

A、电子手表的铅锌电池；B、电子玩具的5号干电池；

C、电视遥控器中的7号干电池；I）、手机中的锂离子电池；

E、电动车上的电源；F、摩托车打火器电源；

[2]电流是怎样形成的？（叙述其过程）

[3]各种各样的电源:

6、预习下一节：电流的热效应

课堂后记：

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第六节、电流的热效应

一、教学目标

（-）知识与技能

1.理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。

2.了解电功和电热的关系。了解公式Q=「Rt和P=FR的应用。

3.知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。

4.能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。

（-）过程与方法

通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。

（三）情感态度与价值观

通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。

三、重点与难点：

重点：区别并掌握电功和电热的计算。

难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。

四、教学过程：

（-）提出问题，引入新课

1.通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定

向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功）

2.电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子:

电能f机械能，如电动机。电能一内能，如电热器。电能一化学能，如电解槽。

本节课将重点研究电路中的能量问题。

（二）新课讲解--第五节、焦耳定律

1.电功和电功率

（1）.电功

定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。

用W表示。

实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能

的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。

【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的

能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。

额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功

率。

实际功率：电热器等用电器在实际电压下的功率。实际功率尸实=/兄U、/分别为用电

器两端实际电压和通过用电器的实际电流。这个功率又叫做热功率。

电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流的热效应，描述它的

定量规律是焦耳定律。

英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。

2.焦耳定律——电流热效应

（1）焦耳定律

内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。

表达式：Q=fRt③

【说明】：该式子只对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用

于产生热，电能转化为内能使用。；

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(2)热功率：单位时间内的发热量。即片〃•p/R④。

五、课堂练习

1、根据焦耳定律计算：

(1)•台电阻为R=20Q的电暖器在2分钟内流过Q=l.2X10：,C的电量;

(2)一盏功率为200W的白炽灯泡在150s内有Q=3.0X102C的电荷通过灯丝，求它的电阻R；

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第二章磁场

第一节指南针与远洋航海

教学目标

1.知识目标：

(1)了解指南针在远洋航海中的作用，理解科学技术在社会发展中的作用。

(2)知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。

(3)知道条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况

(4)了解地理南北极与地磁南北极并不重合，知道磁偏角。

2.过程与方法：

(1)学生能通过自学并结合网络查询对史料进行整理。

(2)通过实验与学生初中所学体验获得知识过程，与多媒体相结合给学生建立磁感线

空间立体模型。

(3)从地球磁场进一步推广到宇宙中磁现象，与现代科技相结合。

3.情感态度与价值观：

(1)在学生中能让学生体会到科学的美学思想。

(2)通过文献研究、网络查询能提高学生探究式学习的能力。

(3)弘扬中华民族对世界文明的贡献，增强学生民族自信心。

(4)关心航海事业的发展，有将科学技术服务于人类的意识。

教学重点

(1)知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。

(2)条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线分布

教学难点

磁感线描述条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况。

引入

我国是最早发现磁现象、运用磁场的国家之一，指南针的发明为世界航海做出了贡献。

现在，磁已更广泛地运用在我们的生活中。(如音响、电话机、磁卡、磁盘等等)

我们在初中已学过两个磁体相互接近时，它们之间就有相互作用：同名磁极相互排斥,

异名磁极相互吸引。

复习儿个概念：

磁性：物体吸引铁、钻、镁等物质的基本性质。自然界中有许多物质呈现磁

性，如锦、铝、铝、钿、铜、银等呈现磁性很弱，不为人们所注意.

磁体：具有磁性的物体。人类最早发现的磁性物质是磁石：四氧化三铁。

磁极：磁体上磁性最强的部分。一个磁体有两个磁极，当磁体在水平面内自由转动时,

磁极具有方向性，指向南的叫南极(S),指北的叫北极(N)。两极总是“相

伴而生”，不存在单独的N、S极。

磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化，反过来，磁化后的物体失去磁性

的过程叫退磁。

新课教学

介绍我国古代对磁的认识(参考教参的介绍)

请同学们自学郑和下西洋和欧洲的远洋探险［体会远洋探险的

艰辛，培养民族自豪感］

一、磁场放农磁场中的小8t计龄"•.时

在初中时我们已经知道，磁极之间的力，是通过•种场一磁场指向确定的方向

来传递的。磁体在空间产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用。

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演示：在展示台上放一个独立的小磁针，在地磁场中指向南、北两向.把磁铁拿近小

磁针，发现小磁针的方向方向变化。

在磁铁的不同位置放上小磁针，静止时小磁针的N极指向各不相同.

说明：磁场具有方向性.

规定：磁场中任一点，小磁针北极受力方向即小磁针静止时N极所指方向，就是该点的磁

场方向。

用小磁针判断某一点的磁场方向，不太方便，为了形象而方便地描述磁场，物理学中引

入了磁感线来描述磁场的强度和方向。

3.磁感线：某点的切线方向表示该点的磁场方向。（即小磁针N