【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 場(chǎng)力大的點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng) ． 2．應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值 F/q 來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度，知道這個(gè)比值與電荷 q 無(wú)關(guān)，是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量． 用比值定義一個(gè)新的物理量是物理學(xué)中常用的方法，應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過(guò)的類(lèi)似的定義方法，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義． 3．應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解 E=F/q 和 E=kQ/r2這兩個(gè)公式的含義，以及它們的區(qū)別和聯(lián)系． 4．應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行計(jì)算時(shí)不應(yīng)過(guò)于復(fù)雜，一般只限于兩個(gè)電場(chǎng)疊加的情形．通過(guò)這種計(jì)算，使學(xué)生理解場(chǎng)強(qiáng)的矢量性 5． 電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的，電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線。 教后記： 對(duì)于兩個(gè) 公式的理解以及電場(chǎng)強(qiáng)度的定義還存在問(wèn)題，要通過(guò)題目去強(qiáng)化。 對(duì)于幾種典型問(wèn)題，學(xué)生死記答案，要讓他們養(yǎng)成分析題目的習(xí)慣。 學(xué)生對(duì)于計(jì)算題過(guò)于依賴(lài)計(jì)算器，要讓他們養(yǎng)成手算習(xí)慣。 專(zhuān)題：靜電平衡 【教學(xué) 三維 目標(biāo)】 1． 知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài) 2． 理解靜電平衡時(shí)，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零 3． 知道靜電屏蔽及其應(yīng)用 【重點(diǎn) 難點(diǎn) 】 靜電平衡狀態(tài) 電場(chǎng)中導(dǎo)體的特點(diǎn) 【教學(xué)方法】 推理歸納法、問(wèn)題解決法、實(shí)驗(yàn)法 【 教具準(zhǔn)備 】 驗(yàn)電器、法拉第圓筒、有絕緣柄的金屬球一個(gè) 、金屬網(wǎng)罩、收音機(jī)、感應(yīng)起電機(jī)、導(dǎo)線若干 【教學(xué)過(guò)程】 (一 )復(fù)習(xí)提問(wèn) 什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象？ 靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是什么？ 在靜電感應(yīng)時(shí)用手摸一下導(dǎo)體，再移走源電荷，則導(dǎo)體帶什么電？ 若將導(dǎo)體接地則情況如何？左端接地呢？ (二 )新課教學(xué) 一、電場(chǎng)中的導(dǎo)體 金屬導(dǎo)體的特征： 由做熱振動(dòng)的正離子和做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的自由電子組成 靜電感應(yīng)現(xiàn)象 問(wèn)題：在源電荷的電場(chǎng)中引入金屬導(dǎo)體后會(huì)對(duì)空間各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) 有影響嗎？ 是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動(dòng)的？此移動(dòng)一直進(jìn)行嗎？ 金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場(chǎng)嗎？ 答：使空間電場(chǎng)重新分布 源電荷的電場(chǎng)使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動(dòng) 靜電平衡狀態(tài)： 導(dǎo)體（包括表面）中沒(méi)有電荷定向移動(dòng)時(shí)的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài) 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)： ⑴內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零（不為 0則自由電子將繼續(xù)移動(dòng)直至合場(chǎng)強(qiáng)為 0） ⑵導(dǎo)體中沒(méi)有自由電荷定向移動(dòng) + － － ＋ ＋ ＋ － + － － ＋ ＋ ＋ － ⑶凈電荷分布在導(dǎo)體表面 實(shí)驗(yàn)證明： 法拉第圓筒實(shí)驗(yàn) ⑷導(dǎo)體表面附近電場(chǎng)線與表面垂直 理論證明：中性導(dǎo)體帶電后，由于同種電荷相互排斥，凈電荷只能分布在表面 反證法：若內(nèi)部有自由電荷，則內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為 0，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài) 靜電平衡時(shí)導(dǎo)體周?chē)妶?chǎng)分布： 上圖空間實(shí)際電場(chǎng)分布，不會(huì)出現(xiàn)虛線電場(chǎng)線 二、靜電屏蔽 空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)： 凈電荷只分布在外表面，內(nèi)表面不帶電，空腔內(nèi)沒(méi)有電場(chǎng) 靜電屏蔽 外 部電場(chǎng)對(duì)內(nèi)部?jī)x器沒(méi)有影響 若將源電荷置于空腔內(nèi)，則外對(duì)內(nèi)沒(méi)有影響，但內(nèi)對(duì)外有影響 實(shí)驗(yàn)演示：將收音機(jī)置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)則聲音大小減小 若將球殼接地，則內(nèi)外各不影響 應(yīng)用 電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩 通信電纜版面包一層鉛皮 高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣 通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號(hào)弱 (三 )鞏固練習(xí) 例 1：如圖所示，在一個(gè)原來(lái)不帶電的金屬導(dǎo)體殼的球心處放一正電荷，試分析 A、 B、 C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)： + － － ＋ ＋ ＋ － + ＿ ＿ ＿ ＋ ＋ ＋ + + + + A B C A． EA≠ 0 ， EB=0 ， EC=0 B． EA≠ 0 ， EB≠ 0 ， EC=0 C． EA≠ 0 ， EB≠ 0 ， EC≠ 0 D． EA=0 ， EB≠ 0 ， EC=0 例 2：如圖所示， A、 B是兩個(gè)架在絕緣支座上的金屬球，都不帶電，中間用導(dǎo)線連接，現(xiàn)用一帶正電的小球 C靠近 B，用手摸一下 B球，再撤去導(dǎo)線，然后移走 C球，則 A、 B帶電情況： A． A球帶正電， B球帶負(fù)電 B． A球帶正電， B球不帶電 C． A球不帶電， B球帶負(fù)電 D． 以上說(shuō)法都不正確 例 3：長(zhǎng)為 L的金屬棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為 q的正電荷放在距棒左端 R處且與棒在一條線上，則棒上感應(yīng)電荷 在棒內(nèi)中點(diǎn) O 處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小 ，方向 。 (四 )小結(jié) 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體有什么特點(diǎn)？ 靜電屏蔽有哪幾種情況？有哪些應(yīng)用？ 【布置作業(yè)】 【教 后記 】 教材并沒(méi)有安排這一節(jié)的內(nèi)容，但在歷屆高考中都有體現(xiàn)，所以對(duì)于這塊知識(shí)原則是講清基礎(chǔ)知識(shí)，不追求深難偏。 學(xué)生對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度大小，方向的判斷，導(dǎo)體內(nèi)部外部的區(qū)別存在問(wèn)題，準(zhǔn)備在作業(yè)紙上讓他們逐步解決問(wèn)題。 A B + C + R L O q 電勢(shì)能 電勢(shì) 教學(xué)三維目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的 關(guān)系。 理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。 （二）過(guò)程與方法 通過(guò)與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。 重點(diǎn)： 理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。 難點(diǎn)： 掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題。 教學(xué)過(guò)程： （一）復(fù) 習(xí)前面相關(guān)知識(shí) 1．靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng)，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。 2．復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。 從靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手，提出問(wèn)題：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？引入新課。 （二）進(jìn)行新課 1．靜電力做功的特點(diǎn) 結(jié)合課本圖 1。 41（右圖）分析試探電荷 q 在場(chǎng)強(qiáng)為 E 的均強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從 A運(yùn)動(dòng)到 B電場(chǎng)力做功的情況。 q沿直線從 A到 B q沿折線從 A到 M、再?gòu)?M到 B q沿任意曲線線 A到 B 結(jié)果都一樣即： W=qELAM =qELABcos? 【結(jié)論】：在任何電場(chǎng)中，靜電力移動(dòng)電荷所做的功，只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。 與重力做功類(lèi)比，引出： 2．電勢(shì)能 電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能。 靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系： 靜電力做的功等于電勢(shì)能的變化量。寫(xiě)成式子為： PBPA EEWAB ?? 注意： ①．電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減?。浑妶?chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加 ②．電場(chǎng)力力做多少功，電勢(shì)能就變化多少，在只受電場(chǎng)力作用下， 電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而它們的總量保持不變。 ③．在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具 有的電勢(shì)能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。 ④．求電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能 電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn) A 具有的電勢(shì)能 EP等于將該點(diǎn)電荷由 A 點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功 W的。即 EP=W ⑤．求電荷在電場(chǎng)中 A、 B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低 將電荷由 A點(diǎn)移到 B點(diǎn)根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電荷在 A點(diǎn)電勢(shì)能大于在 B點(diǎn) 的電勢(shì)能，反之電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，電荷在 B點(diǎn)的電勢(shì)能小于在 B點(diǎn)的電勢(shì)能。 ⑥電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定 若要確定電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能，應(yīng)先規(guī)定電場(chǎng)中電勢(shì)能的零位置。 關(guān)于電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定： P19（大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零） 所以：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)能位置時(shí)電場(chǎng)力所有做的功。如上式若取 B為電勢(shì)能零點(diǎn)，則 A點(diǎn)的電勢(shì)能為： ABABPA qELWE ?? 舉例分析：對(duì)圖 1。 41中的各量附與一定的數(shù)值，后讓學(xué)生計(jì)算。（ 1課時(shí)） 3．電勢(shì) 表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量度 通過(guò)研究電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。參閱 P20圖 1。 43 （ 1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用 ? 表示。標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。 （ 2）公式：qEp??（與試探電荷無(wú)關(guān)） （ 3）單位：伏特（ V） （ 4）電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：電勢(shì)順線降低。（電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向） （ 5）零電勢(shì)位置的規(guī)定：電場(chǎng)中 某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān)，即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的 選擇． （大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零） ◎讓學(xué)生思考和討論 P21問(wèn)題?！蛞龑?dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題與練習(xí) 4 4．等勢(shì)面 ⑴．定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面 ⑵．等勢(shì)面的性質(zhì)： ①．在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功 ②．電場(chǎng)線跟等勢(shì)面一定垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。 ③．等勢(shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大 ④．等勢(shì)面不相交，不相切 ⑶．等勢(shì)面的用途：由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線。 ⑷．幾種電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面 注意：①等量同種電荷連線和中線上 連線上：中點(diǎn)電勢(shì)最小 中線上：由中點(diǎn)到無(wú)窮 遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小，無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。 ②等量異種電荷連線上和中線上 連線上：由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。 中線上：各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。 ◎引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題與練習(xí) 7。 （三）小結(jié)： 對(duì)本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括。 （四）鞏固新課 1．引導(dǎo)學(xué)生完成問(wèn)題與練習(xí)其他題目。 2．閱讀教材內(nèi)容 教后記 ： 電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面都是非常抽象的概念，上課前就準(zhǔn)備用類(lèi)比法（重力勢(shì)能、高度、等高線）幫助學(xué)生理解，在課上取得了一定效果，但時(shí)間安排上又出了問(wèn)題，以后需要兩節(jié)課來(lái)解決這些問(wèn)題。 學(xué)生對(duì)于電勢(shì)和電勢(shì)能的相對(duì)性的理解有障 礙。 電勢(shì)差 教學(xué)三維目標(biāo)： （一）知識(shí)與技能 理解電勢(shì)差的概念；會(huì)計(jì)算點(diǎn)電荷在電場(chǎng)力作用下，從電場(chǎng)中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功； （二）過(guò)程與方法 知道電勢(shì)和電勢(shì)差的關(guān)系； （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生概括、歸納、類(lèi)比的能力和抽象思維能力。 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 重點(diǎn)： 電勢(shì)差 的 概念，電勢(shì)能的改變與電場(chǎng)力做功的關(guān)系，電功計(jì)算。 難點(diǎn)： 電勢(shì)差的定義（比值）及 “ 在電場(chǎng)中電場(chǎng)力對(duì)電荷做功引起電荷的電勢(shì)能的減少 ” 的認(rèn)識(shí) 。 教學(xué)過(guò)程： 一、新課教學(xué)： 電勢(shì)差：（又叫電壓） （ 1）定義： 電荷 q 在電場(chǎng)力作用下由 A點(diǎn)移到另一點(diǎn) B 的過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功 WAB與電荷量 q的比值，叫 A、 B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差 UAB。 （ 2）定義式：qWU ABAB? （ 3）單位： 伏特 符號(hào)： V 1V=1J/C （ 4）物理意義： 電勢(shì)差的值即為電場(chǎng)力作用下兩點(diǎn)間移動(dòng)一庫(kù)侖的正電荷電場(chǎng)力做的功。 例如： UAB=10V，移動(dòng) 1庫(kù)侖正電荷電場(chǎng)力做功為 10J，移動(dòng) 1庫(kù)侖負(fù)電荷電場(chǎng)力做功－10J。 電勢(shì)與電勢(shì)差的比較： （ 1） 電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的差值， BAABU ?? ?? （ 2） 電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的大小，與選取的參考點(diǎn)有關(guān)；電勢(shì)差的大小，與選取的參考點(diǎn)無(wú)關(guān)。 （ 3） 電勢(shì)和電勢(shì)差都是標(biāo)量，單位都是伏特，都有正負(fù)值； 電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢(shì)大或??； 電勢(shì)差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低。 應(yīng)用 ABAB qUW ? 計(jì)算時(shí)，相關(guān)物理量用正、負(fù)值代入，其結(jié)果： ABW ＞ 0，電場(chǎng)力做正功； ABW ＜ 0，電場(chǎng)力做負(fù)功； ABU ＞ 0， A? ＞ B? ； ABU ＜ 0， A? ＜ B? 二、典型例題分析： 【 例 1】教材 P24頁(yè) 例 1 【 例 2】將一個(gè)電量為－ 2 10－ 9C的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的 N點(diǎn)移到 M點(diǎn)，需克服電場(chǎng)力做功 10－ 8J， N、 M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 UNM為多少？若將該電荷從 M移到 N，電場(chǎng)力做什么功？UMN為多少？ 【 解析 】（ 1） WNM=－ 10－ 8J， VqWU NMNM 7102 98 ??? ???? ?? （ 2） WMN= 10－ 8J， VqWU MNMN 7102 98 ?