2023年人教版物理选修1-1全册教案含三维目标

人教版物理选修1一1全册教案

第一章电场电流

第一节电荷库仑定律

教学目的

（一）知识与技能

1.知道两种电荷及其互相作用.知道点电荷量的概念.

2.了解静电现象及其产生因素;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，规定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发明了电荷，而是使物体中的电荷分

开.但对一个与外界没有电荷互换的系统,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结识物体带电的本质，结识抱负化是研究自然科学常用的方

法，培养科学素养，结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:运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。

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（第1课时）

（-）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，到结识闪电本质，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，并完毕下述填空:

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”，是天神对罪恶的处罚，直到1

752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同样的，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获闪电,证实了闪电与实验室

中的电是相同的。

雷电是如何形成的？（大气中冷暖气流上下急剧翻滚，互相摩擦,云层就会积聚电荷，当电荷积累到一

定限度，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？电荷间的互相作用

遵从什么规律？人类应当如何运用这些规律？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因素，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：用丝绸摩掠过的玻璃棒，玻璃棒带正电;用毛皮摩掠过的硬橡胶棒，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;并分析因素。

教师总结:摩掠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，并且带电

越多，吸引力就越大,可以吸引轻小物体，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。

人类从很早就结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。

后来人们结识到摩擦后的物体所带的电荷有两种:用丝绸摩掠过的玻璃棒的所带的电荷是一种,用毛皮

摩掠过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

一、电荷：

1、自然界中的两种电荷（富兰克林命名）

①把用丝绸摩掠过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷.

②把用毛皮摩掠过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷.

2、电荷间的互相作用:同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引.

3,电荷量：电荷的多少叫做电荷量.符号：，或q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

们经常使用一种叫验电器的简朴装置: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）。假如把金属

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

摩擦起电的因素：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：两个互相摩擦的物体带上了等了异种电荷.得到电子:带负电:失去电子：带正电问:摩擦起电有

没有发明了电荷？

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

【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。

①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）•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，表达A,B都带上了电荷.提出静电感应概念：

(D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)运用静电感应使物体带电，叫做感应起电.

(3)提出问题：静电感应的因素？

带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质因素:把带电的球C移近金属导体A和B时,由于同

种电荷互相排斥，异种电荷互相吸弓I,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假如先把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假如先把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，表白A和B仍带有电荷；

④假如再让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，表白他们就不再带电.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:感应起电有没有发明了电荷？

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一部分。感应起电

也不是发明了电荷。

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，并不是发明电荷.

得出电荷守恒定律.

三、电荷守恒定律：电荷既不能发明,也不能消灭，只能从一个物体转移到另•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表达。e=1.609c

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。

（三）小结

对本节内容做简要的小结

・巩固练习

1、关于元电荷的理解，下列说法对的的是（）

A.元电荷就是电子B.元电荷是表达跟电子所带电量数值相等的电量

C.元电荷就是质子D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍

2、16C电量等于________元电荷.

3、关于点电荷的说法，对的的是（）

A.只有体积很小的带电体才干当作点电荷B.体积很大的带电体一定不能当作点电荷

C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的互相作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可当作点电荷

D.一切带电体都可以当作点电荷

・作业

第2课时

教学过程：

（一）复习上课时相关知识

问:什么是元电荷？

答:电子所带的电荷量，用e表达。e=1.60X1O-19C.强调是一个电荷量，不是一个电荷。

问：上一节学过起电的方式有哪些？

答：摩擦起电、感应起电和接触起电。

问:摩擦起电、感应起电和接触起电有没有违反电荷守恒定律？

答:没有。

问：通过初中的学习，我们知道：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。这说明电荷之间存在作用力,

那么电荷之间的作用力大小与什么因素有关，有什么样的规律？

生：……

师:我们这节课就来研究这个问题。

（二）新课教学

第2节、库仑定律

提出问题:电荷之间的互相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，分别用丝绸摩掠

过的玻璃棒给导体和草球带上正电，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

图2

过丝线对竖直方向的偏角大小显示出来。观测实验发现带

电小球在Pl、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，观测实验发现,

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互相作用力的大小和方向.

［板书］:1、影响两电荷之间互相作用力的因素: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，带电体间的互相作用力,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”规律合用于电荷间的力。

然而,他们也发现，引力与电荷间的力并非完全同样，并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由法国学者库仑完毕的o

【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，

FocQ,Foc

他的猜想是广

库仑在前人研究的基础上，先后克服了，困难一：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互相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:尸=%组2

r

静电力常量4=9.0X1()9N.m2/c2合用条件：真空中，点电荷——抱负化模型

(3)电荷间这种互相作用叫做静电力或库仑力

【介绍】(1)关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体自身的大小跟它们之

间的距离相比可以忽略，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，事实上是不存在

的.这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念.容易出现的错误是：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纠正.

(2)要强调说明课本中表述的库仑定律只合用于真空，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学生多作解释，只能简朴地指出:为了排除其他介质的影响，将实验和

定律约束在真空的条件下.

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则.

可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它

们的实质区别是:一方面万有引力公式计算出的力只能是互相吸引的力，绝没有相排斥的力.另一方面,

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，因此在研究微观带电粒

子间的互相作用时，重要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计.

【小结】对本节内容做简要的小结

・巩固练习

I.真空中有两个相同的带电金属小球A和B,相距为r,带电量分别为

4P£

q和2q,它们之间互相作用力的大小为F.有一个不带电的金属球C,大小+q+q-<l

图14-1

跟A、B相同，当C跟A、B小球各接触一次后拿开，再将A、B间距离变为

2「,那么人、B间的作用力的大小可为：[]

A.3F/64B.0C.3F/82。D.3F/16

2.如图14-1所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等.A、B

两处为正电荷,C处为负电荷,且BC=2AB.那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之比为.

3.真空中有两个点电荷，分别带电q『5X10一3C,q2=-2X10-2c,它们相距15cm,现引入第三

个点电荷,它应带电量为,放在位置才干使三个点电荷都处在静止状态.

4.把一电荷Q分为电量为q和(Q—q)的两部分，使它们相距一定距离，若想使它们有最大的斥

力，则q和Q的关系是.

•作业

第二节电场

教学目的

(一)知识与技能

1.知道电荷间的互相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如何规定的.

3.结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

通过度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•般方法。

(=)情感态度与价值观

培养学生学会分析和解决电场问题的•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朴的计算

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合用条件？

答:真空中两个静止点电荷之间的互相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。合用于真空中，点电荷

师：库仑定律提醒了电荷间的互相作用规律。两个电荷不需互相接触，就能产生互相作用，这种互相

作用是靠什么传递的呢？rz722r…一

研究这个问题之前,我们先来回忆一下初中所学的

磁体之间的互相作用。大家知道两个磁体不需互相接触，也能产生互相作用。谁能告诉大家，磁体间的互

相是通过什么发生的？

生：磁体周边有一种物质叫磁场,磁体间是通过磁场发生互相作用的。

师：那么电荷周边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：电荷周边

的确也存在着一种物质，叫电场。电荷间的互相作用就是通过电场发生的。

（-）新课教学

第2节电场

-、电场:（法拉第提出）

1、电荷的周边都存在着由它产生的电场。电场是一种物质。（与磁场同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间互相作用为由林A由荷R

例，说明电荷A是如何对电荷B施加力的作用的，电荷B---------------------

由恭A《———《一由君R

又是如何对电荷A施加力的作用的？

生：电荷A和B是如何通过电场与其他电荷发生作用.电荷A对电荷B的作用，事实上是电荷A的电场

对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，事实上是电荷B的电场对电荷A的作用.

3,电荷间的互相作用力通过电场发生

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：电场明显特性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)试探电荷又叫检查电荷，它是电荷量和尺寸都充足小，以致可忽略本来电场的影响中，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，是一种抱负化模型，

(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r”=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。表白电场中不同

位置，强弱不同，方向不同。

继续引导：用如何的量来表达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达电场的强弱呢？

生1:应当可以吧。

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，学生也许一下子无法回答，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,4

/

r/

处，所受到的电场力的大小为FA，那么还存在FOFA］吗?然后再做回,/

w■

+Q/B

图2

答。）

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

kQq.

对比，在距场源Q为r处，分别放入电荷量不同的试探电荷q?、……，由库仑定律得邑=」A

r

kQq,kQci

①,Fz二告组②,……,F产告纪n③，可见同一位置不同电荷量的试探电荷受到的力是不等的。显然不

rr

能用试探电荷受的力来表达电场的强弱。前面学生2讲得非常有道理。那么你们再思考一下,我们该用如何

的量来表达电场的强弱？（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，不是电场自身变化了，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？

大家注意观测,①,②…③式中

sQiq“厂

ko

看看上式，我们可发现只要4点位置不变，产与g的比值就不变.FA/q=^

若位置变了，那么尸与＜7的比值变不变呢？

.F.'F'F'nkQ-,kQ

换到8点，我们把试探电荷放入在8点,看看:仍然有—-=-=y=•1•=——=——,FB/q———,位

处q2qnr'~厂

置变了，那么产与q的比值也变了，但还是只要4点位置不变，尸与＜7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，对于场中某拟定的点，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0、r有关，与检查电荷无

F

关。现设一=E;引入试探电荷q',则试探电荷q'在该处所受到的电场力F=Eq,E大处,q'所受电场

q

力F，也大；E小处，q'所受电场力『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表达。

定义式（大小式E=F/q（合用于所有电场）

师：物理学中经常用比值定义物理量，用来表达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V=S/t等物fA.

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X.

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

甲正点电荷的电场

强E则是反映了电场的力的性质。此外比值定义一个新的物理量的同时,也就拟

定了这个新物理量与原有物理量之间的关系。：

（2）电场强度是由电场自身决定的，它跟电场中是否有试探电荷、试探电荷

乙负点电荷的电场

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，如何表达电场的方向呢？

（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）算出人、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查电荷的有无、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。

最后带领学生总结出真空中点电荷周边电场的大小和方向.在此过程中注意引导学生总结公式E=F

"□E=kQ/r2的区别及联系.

三、（真空中）点电荷周边的电场

1、大小：E=kQ/r2（只合用于真空中点电荷的电场）

说明：公式E=kQ/逐中的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,与检查电荷无关.

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：

（1）请比较公式E=£和E="中的q与Q分别表达什么意义？两个公式的合用条件有何不同？

qr-

（2）根据公式E=«g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，E-8,显然这是

r~

不也许的，那么该如何理解这个问题？

师:在研究磁场时，根据放在磁体周边铁屑的分布，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互相作用是通过什么发生的问题时通过与磁体间的互相作用是通过磁场发生的相类

比，从而结识到电荷的周边存在由它自身产生的电场。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（法拉第一方面引入）

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；电场线的疏密限度表达

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

+Q

问题（打出问题）：该如何建AB

立点电荷的电场线？

师：请每•组奇数排的同学往后转,与偶数排的同学组成•小组，展开讨论。

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。

（讨论儿分钟后）师:好，回到刚才的问题上来（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一一电场线，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自身吗？（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）,这就是这个正点电荷的一条电场线了。

为了表达各处的场强情况，我们应当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）一—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达出电场强度的方向了。

2）等量异、同种点电荷的电场线

师:从简朴到复杂，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，希望同学们能把这儿幅分布图都深深地

烙在脑海里。但是，不要忘掉，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如

出它们的立体动画）

（在学生感慨之时）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）。

生：电场线的疏密表达了电场的弱强（板书）。

师：静电场中的电场线始于哪里，又到哪里去？

生：假如是单个正点电荷的电场，电场线要从正电荷出发,到无穷远;假如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。假如既有正点电荷，又有负点电荷的电场线？（稍停顿）

生：从正电荷终止于负电荷。

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，其实尚有其他的电场。

4、其他电场的电场线

图6

（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（用多媒体展示如图4）。

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沿外电场

线是一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

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？

+q+q

ABAB

AB

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

运动轨迹与电场线是不是重合

重合。

师：电场线是不是都与点电荷的运动轨迹重合呢？

3、假如电场线水平向右，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？+qqE、[„

--------^^-2---------------»t

师:点电荷所做的又是什么运动？X.

______________、F.

itF

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

场线不会由于点电荷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几个物

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、我们从简朴的正点电荷出发，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）疏密表达场强的大小；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。

（四）板书设计

第二节电场强度

一、电场：（法拉第提出）电荷的周边都存在着由它产生的电场。是客观存在的.

1、电荷间的互相作用是通过电场发生的：电荷电场==^: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

1、试探电荷又叫检查电荷,可以看作是电荷量很小的点电荷,是一种抱负化模型，

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。

】、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表达。定义式:E=F/q合用于一切电场。

2、电场强度是由电场自身决定的,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/r,,仅合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、疏密表达场强的大小；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；

六、匀强电场：场强处处相同

（五）说明

1.电场强度是表达电场强弱的物理量，因而在引入电场强度的概念时，应当使学生了解什么是电场

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.应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表达电场强度，知道这个比值与电荷q无关,是反映电场

性质的物理量.

用比值定义•个新的物理量是物理学中常用的方法，应结合学生前面学过的类似的定义方法，让学生

领略电场强度的定义.

3.应当规定学生确切地理解E=F/q和E=kQ/r2这两个公式的含义，以及它们的区别和联系.

4.应用电场的叠加原理进行计算时不应过于复杂,一般只限于两个电场叠加的情形.通过这种计算，

使学生理解场强的矢量性

（六）作业：

（七）巩固练习

1.下列说法中对的的是：[ABC]

A.只要有电荷存在，电荷周边就一定存在着电场

B.电场是一种物质,它与其他物质同样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西

C.电荷间的互相作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用

2.下列说法中对的的是：[BC]

A.电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检查电荷在该点所受的电场力成正比

B.电场中某点的场强等于F/q,但与检查电荷的受力大小及带电量无关

C.电场中某点的场强方向即检查电荷在该点的受力方向

D.公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是合用的

3.下列说法中对的的是：[ACD]

A.场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量

B.场强的定义式E=F/q中,F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量

C.在库仑定律的表达式F=kq遇2"2中kq2/,是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,此场对q1

2

作用的电场力F=qiXkq2/r2,同样kq/r是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小，此场对

q2作用的电场力F=q2Xkq]/r2

D.无论定义式E=F/q中的q值（不为零）如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变

参考题

1.在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向左，下列说法对的

的是：[]

A.当放入正电荷时,该点的场强向右，当放入负电荷时,该点的场强向左

B.只有在该点放入电荷时，该点才有场强

C.该点的场强方向一定向右

D.以上说法均不对的

2.真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q,相距r.两点电荷连线中点处

的电场强度的大小为：[]

A.B.2kq/r2C.4k/r2°D.8kq/r2

3.真空中,A,B两点上分别设立异种点电荷Q142,已知两点电荷间引力为1ON,Q广1.0义10-2&Q2=2.

2

0X10-C.则Q2在A处产生的场强大小是N/C,方向是;若移开Q2,则Qi在B

处产生的场强的大小是N/C,方向是.

第三节生活中的静电现象

教学三维目的

（一）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，知道避雷针是如何防止雷击的。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:电荷互相作用规律、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:如何运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如何

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？

【应用提醒】：在生产和生活中，假如有些物体上电荷大量积累（如油罐篦僦畲鬻麓锹僵?［后

果不堪设想］

［2］应用：油罐车上的放电导链|见下图|

与油罐车放电相类比，引出:雷电的防止

雷电现象

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，导致对建筑物的破坏，这种现象就叫做雷电现象

雷击现象的防止：避雷针

2、静电吸引轻小物体的性质应用

11］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.避雷针是运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.静电运用的三个典型事例是：静电除尘、

静电喷漆、用电复印。

圉13-56静电国科层除尘国结构示意

静电除尘原理

除尘后的烟囱排出水气

高压

电源

静电喷漆原理

第四节电容器

教学三维目的

(一)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

结合实物观测与演示，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爱好。

重点:掌握电容器的概念、定义式及电容器的构成。

难点:电容器的电容的简朴计算

教学过程：

(-)复习前面相关知识

要点:库仑定律、电场强度、电源和电流。

(二)新课教学：

展示各种电容器.并做解释：这是一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:把电容器的一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，相称于给定柱形水容器,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:C=9

U

单位：法拉(F)尚有微法(〃F)和皮法(pF)1F=I06/ZF=10l?pF

(4)电容的物理意义：电容是表达电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器自身的性质(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.

（三）课堂练习

1、下列关于电容器的说法对的的是：

A、电容器就是一种可以储存电荷的电学装置

B、电容器是由两个互相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，电容器的应用重要是运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，说法对的的是：

A、照相机的闪光灯重要是运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、事实上法拉在生活中很难用到，重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

第五节、电源和电流

一、教学目的

（一）知识与技能

1.让学生明确电源在直流电路中的作用，知道描述电流强弱限度的物理量--电流

2.知道电流的计算公式并会做简朴的分析和计算。

（-）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，敢于探究与平常生活有

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】如何使电路中有连续电流？（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的水面有一定的抽水机

水池声

R

高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水

池A运动到水池B。A、B之间的高度差不久消失，在这种情况下，水管中只也许有一个瞬时水流。

教师提问：怎拦才干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,电源是一种可以不断地把其他形式

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，而达成动态平衡状

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。由于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：/=: